بلاک چین چیست؟ شبکه فناوری بلاک چین انقلابی عظیم در حوزه ی ارز های دیجیتال به پا کرده است.ما در این مقاله بصورت کامل تمام اطلاعات مربوط به این شبکه را جمع آوری کرده ایم تا در اختیارتان قرار دهیم.
فناوری بلاک چین این روزها موضوعی است که تقریبا در گفتمان اکثر افراد جامعه جای دارد؛ اما کمتر کسی دقیقا می‌داند بلاک چین چیست و تعاریف و برداشت‌های افراد، اغلب آن‌چنان جامع نیست. این فناوری که در دهه‌ی گذشته رفته‌رفته رشد کرده است و هرروز توسط افراد بیشتری شناخته میشود، تاریخچه‌ی بیشتر از ده‌ساله دارد و میتوان ریشه‌های اساسی ایده‌ی چنین شبکه‌ای را در هزاره‌ی پیشین یافت.
اغلب افراد بلاک چین را ارز دیجیتال تلقی می‌کنند و این دو گزاره را به جای یکدیگر به کار می‌برند. در ابتدا باید تأکید کنیم که ارز دیجیتال بخشی از بلاک چین است اما بلاک چین در حال حاضر فناوری بسیار بزرگتر از ارز دیجیتال به شمار می‌رود و جایگاه خاص و ویژه‌ای برای خود در علوم کامپیوتر پیدا کرده است.
بلاک چین چیست؟
عبارت بلاک چین از دو کلمه Block و Chain تشکیل شده است که بهصورت تحتاللفظی میتوان زنجیرهای از بلاکها معنی کرد؛ اما برای درک مفهوم فناوری بلاک چین نیاز به تعریف تمام تکههای پازل داریم. خالی از لطف نیست که بدانید دو کلمهی بلاک و چین در اسناد اصلی ساتوشی ناکاموتو بهصورت جداگانه به کار رفتهاند و در سال ۲۰۱۶ کلمهی مرکب بلاک چین به شهرت رسیده است.
بهطور کلی میتوان گفت بلاک چینیا بهعبارتی زنجیره بلوکی، پایگاه دادهای متشکل از فهرست سوابق تراکنشهایی است که همواره رشد میکند و بر تعداد آن افزوده میشود. به این سوابق بلاک (Block) میگویند که از طریق رمزنگاری (Cryptography) به یکدیگر متصل میشوند. بلاکها در زنجیرهای از نودهایی (Node) با شبکهی همتابههمتا قرار میگیرند و به مخزن ذخیرهسازی که تشکیل میشود، دفتر کل دیجیتال (Digital Ledger) میگویند.
به عبارتی دیگر، بلاک چین به‌عنوان نوعی دفتر کلی توزیع‌شده (Distributed Ledger) شناخته میشود که تاریخچه‌ی دارایی دیجیتال را با استفاده از غیر متمرکزسازی و هش رمزنگاری (Cryptographic Hash) غیر قابل تغییر و شفاف میکند.
یک مثال ساده برای درک بلاک چین مقایسه‌ی آن با سرویس Google Doc است. زمانی‌که یک کاربر سندی ایجاد میکند و آن را با گروهی از افراد به اشتراک می‌گذارد، در واقع سند به جای اینکه کپی یا واگذار شود، توزیع میشود. این فرایند زنجیره‌ی توزیع غیر متمرکز به وجود می‌آورد که همه‌ی افراد بهصورت هم‌زمان به سند دسترسی دارند. هیچ‌کدام از افراد در انتظار اعمال تغییرات توسط فرد دیگری مسدود نمی‌شوند و تمام اصلاحات روی سند بدون معطلی ثبت میشوند و اعمال تغییرات کاملا شفاف صورت می‌پذیرد. البته که فناوری بلاک چین بسیار پیچیده‌تر از Google Doc است.
معماری بلاک چین؛ بلاک چین چگونه کار میکند؟
به‌طورکلی شبکه بلاک چین از چندین لایه تشکیل میشود که شامل موارد زیر میشوند:
- زیرساخت (سخت‌افزار، نودها)
- شبکه‌سازی (کشف نودها، تکثیر اطلاعات و اعتبارسنجی)
- اجماع (با کمک اثبات کار PoW یا گواه بر سهام PoS)
- داده (بلاکها و تراکنش‌ها)
- لایه کاربرد (قرارداد هوشمند و برنامه‌های غیر متمرکز)
برای درک فناوری بلاک چین و پیش از صحبت درباره‌ی چگونگی پیاده‌سازی آن ابتدا مفاهیم ضروری را مرور میکنیم. بلاک چین تمام اطلاعات را در بخشی با نام دفتر کل (Ledger) سیستم ذخیره میکند. علاوه بر این، در شبکهی بلاک چین هر اطلاعاتی که مبادله میشود را «تراکنش» نام‌گذاری می‌کنند. درگذشته، بلاک چین فقط برای معامله‌ی ارز دیجیتال به کار می‌رفت؛ اما امروزه میتوان انواع مختلف داده را در بستر شبکه مبتنی بر بلاک چین مبادله کرد.
بلاک (Block)
هر زنجیره از بلاک‌های متعددی تشکیل میشود و هر بلاک سه عنصر اساسی دارد:
- داده‌های موجود در بلاک.
- یک عدد ۳۲ بیتی که Nonce می‌نامیم. این عدد وقتی بلاک ایجاد میشود، بهصورت تصادفی تولید خواهد شد و سپس عنوان سربرگ هش (Header Hash) بلاک را تولید میکند.
- هش یک عدد ۲۵۶ بیتی است که با عدد Nonce ترکیب میشود. این عدد باید با تعداد زیادی صفر شروع شود؛ به عبارتی دیگر عدد اعشاری بسیار کوچکی خواهد بود.
زمانی‌که نخستین بلاک زنجیره ایجاد میشود، عدد nonce هش رمزنگاری را تولید میکند. داده‌های درون بلاک مهروموم میشوند و برای همیشه به عدد نانس و هش گره می‌خورند، مگر آنکه استخراج شود.
ماینر (Miner)
ماینرها یا استخراج‌کنندگان در فرایند استخراج، بلاک‌های جدید روی زنجیره می‌سازند. در لاک چین هر بلاک عدد نانس و هش منحصربه‌فردی دارد؛ اما از سویی دیگر به هش بلاک قبلی در زنجیره نیز ارجاع می‌دهد؛ بنابراین، استخراج یک بلاک به هیچ وجه آسان نیست، به‌خصوص در زنجیره‌های بزرگ این کار به‌شدت دشوار خواهد بود.
ماینرها نرم‌افزارهای خاصی را برای انجام محاسبات مسائل پیچیده‌ی ریاضی استفاده می‌کنند تا عدد نانس خاصی را به دست آورند که هش قابل قبول بلاک چین را تولید کند. ازآنجاییکه عدد نانس ۳۲ بیت و هش ۲۵۶ بیتی است، تقریبا ۴ میلیارد ترکیب احتمالی برای عدد نانس و هش وجود دارد که باید برای دستیابی به ترکیب درست استخراج شوند. زمانی‌که فرایند پیدا کردن ترکیب صحیح موفقیت‌آمیز باشد، ماینر «Golden Nonce» را پیدا کرده است و بلاک جدید آن در زنجیره قرار خواهد گرفت.
ایجاد تغییر در هر بلاکی در زنجیره، مستلزم استخراج دوباره‌ی تمام بلاک‌های بعدی است. به همین دلیل دست‌کاری کردن شبکه بلاک چین بسیار دشوار است زیرا دستیابی به نانس طلایی بسیار زمان‌بر میشود و قدرت محاسباتی به‌شدت زیادی طلب میکند. همچنین، زمانی‌که یک بلاک جدید استخراج میشود، تغییرات درون آن توسط تمام نودهای فعال در شبکه پذیرفته میشود و استخراج‌کننده پاداش دریافت میکند.
نود (Node)
یکی از مهمترین خصوصیات بلاک چین، غیر متمرکزسازی است. بدین معنا که هیچ کامپیوتر یا سازمانی نمی‌تواند مالک زنجیره شود. در عوض، شبکهی آن متشکل است از دفتر کل توزیع‌شده از طریق نودهایی که به زنجیره متصل هستند. نود در شبکهی بلاک چین به هر دستگاه الکترونیکی میگویند که بتواند نسخه‌ای از بلاک چین را ذخیره کند و به عملکرد شبکه کمک کند. هر شخص شماره شناسایی اختصاصی دریافت میکند.
در گام نخست، یک کاربر تراکنشی را در شبکه درخواست میکند. با ثبت درخواست، یک بلاک (Block) با تمام اطلاعات تراکنش ساخته میشود. این بلاک رمزنگاری میشود تا امنیت اطلاعات تأمین شود. سپس، بلاک جدید بین تمام نودهای فعال در شبکه پخش میشود تا سایر نودها اعتبار درخواست کاربر را تأیید کنند. بلاک چین برای تأیید و اعتبارسنجی درخواست‌ها از فرایند الگوریتم اجماع (Consensus Algorithm) بهره می‌برد. زمانی‌که بلاک ایجادشده معتبر باشد، در زنجیره قرار میگیرد و تراکنشی که کاربر درخواست کرده است، اجرا میشود.
لایه‌های اصلی در معماری بلاک چین را میتوان از بخش درونی به بیرونی به ترتیب زیر طبقه‌بندی کرد:
۱– لایه اپلیکیشن
در واقع، این لایه شامل اپلیکیشن غیر متمرکز (dApps)، مرورگر dApp، رابط کاربری و هاستینگ اپلیکیشن میشود. با استفاده از مرورگر dApp میتوان به اپلیکیشن‌های غیر متمرکز دسترسی داشت. متأسفانه، مرورگرهای معمولی مثل کروم و فایرفاکس توانایی لازم برای گشت‌وگذار میان اپلیکیشن‌های غیر متمرکز را ندارند؛ اما با مرورگرهای غیر متمرکز میتوان در اینترنت معمولی گشت‌وگذار کرد. از مرورگرهای داخل اپلیکیشن متامسک یا تراست ولت میتوان به دَپ‌ها دسترسی پیدا کرد.
سپس، هاستینگ اپلیکیشن امکان راه‌اندازی و اجرای تمام برنامه‌های غیر متمرکز را برای کاربر در این لایه فراهم میکند. بدون این عنصر، هیچ اپلیکیشن غیر متمرکزی نمی‌تواند روی اینترنت اجرا شود. پرواضح است که پروتکل هاستینگ نیز بهطور کامل غیر متمرکز است. علاوه بر این، نگه‌داری از این سرورهای هاستینگ کاملا امن است. اپلیکیشن‌های غیر متمرکز اغلب مشابه اپلیکیشن‌های امروزی هستند و وجه تمایزشان فقط در داشتن شبکهی غیر متمرکز است.
۲– لایه خدمات
در این لایه دسترسی به ابزار مهمی فراهم شده است که به شما کمک میکند لایه‌ی اپلیکیشن‌های غیر متمرکز را بسازید یا اجرا کنید. همچنین، در این لایه امکان مشارکت در کنترل بلاک چین و دسترسی به محاسبات خارج از زنجیره، کانال‌های پرداخت(State Channels)، خوراک‌دهی داده (Data Feed) و ساید چین (Side Chain) فراهم میشود.
این بخش‌ها را بهطور خلاصه میتوان این‌چنین تعریف کرد که فرایند Data Feed به نودها اجازه می‌دهد که به‌روزترین نسخه‌ی اطلاعات از تمام منابع معتبر را درباره‌ی شبکه دریافت کنند. محاسبات خارج از زنجیره اجازه می‌دهد که پردازش محاسباتی خارج از شبکه بلاک چین انجام شود و حریم خصوصی را افزایش دهد. کانال‌های پرداخت در واقع، به مسیر ارتباطی بین دو نود گفته میشود.
به‌غیراز این عناصر، ممکن است بخشهای دیگری نیز در این لایه از بلاک چین وجود داشته باشد. ازجمله میتوان به اوراکل‌ها(Oracles)، امضای چندگانه(Multisignature)، قرارداد هوشمند، دارایی‌های دیجیتال، کیف‌های پول، حافظه‌ی توزیع‌شده ذخیره فایل، هویت‌های دیجیتال و… اشاره کرد.
۳– لایه معنایی
لایه معنایی (Semantic Layer) الگوریتم توافق عام، ماشین‌های مجازی و سایر ملزومات مشارکت کاربران و… را در بر میگیرد.
بدون الگوریتم اجماع، شبکهی بلاک چین مفهوم خود را از دست می‌دهد. الگوریتم اجماع فرایندی ضروری برای توافق بین نودهای شبکه بلاک چین است. بدین ترتیب، در این فرایند تمام نودها برای تأیید اطلاعات در شبکه باید به توافق برسند؛ بنابراین، هیچ کاربری نمی‌تواند یک تراکنش را آغاز کند و آن را در دفتر کل اضافه کند، مگر آنکه با سایر کاربران به توافق برسد تا بعد از تأیید اعتبار اطلاعات، بلاک اضافه شود. انواع مختلفی از الگوریتم‌های توافق تبیین شده است. برای مثال، نخستین الگوریتم اثبات کار نام دارد، الگوریتم گواه بر سهام و سایر مشتقات آن‌ها از دیگر الگوریتم‌های مورد استفاده در بلاک چین به شمار می‌روند.
الزامات مشارکت که در این لایه قرار میگیرند اشاره به قوانینی دارد که با استفاده از آن میتوان درباره‌ی پیوستن کاربران جدید به شبکه تصمیم‌گیری کرد. این عنصر بیشتر در فناوری‌های بلاک چین خصوصی کاربرد دارد.
ماشین‌های مجازی موجود در این لایه نیز در راستای افزایش امنیت و محیط اجرا برای تمام وظایف در شبکه تعبیه شده است. این ویژگی غالبا برای اجرای قرارداد هوشمند استفاده میشود.
ساید چین‌های این لایه نیز به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد برای توسعه‌ی اپلیکیشن‌های غیر متمرکز از بلاک چین‌های جداگانه استفاده کنند تا هسته‌ی شبکهی اصلی تحت‌الشعاع قرار نگیرد.
۴– لایه شبکه
این لایه متشکل از محیط اجرای قابل اطمینان(Trusted Execution Environment)، پروتکل RLPx، شبکه تحویل بلاک و… است.
محیط اجرای قابل اطمینان (TEE) به معماری برای حفظ مسائل توسعه‌پذیری کمک میکند. این قابلیت نه‌تنها باعث میشود که شبکه این دسته از مسائل را مرتفع کند، بلکه سبب افزایش امنیت شبکه میشود. همچنین، کمک میکند که ذخیرهسازی در خارج از شبکهی اصلی انجام شود تا بار شبکه را بهینه‌سازی کند. پروتکل RLPx نیز مجموعه‌ای از پروتکل‌های شبکه است که به تبادل اطلاعات بین دو کاربر در بلاک چین کمک میکند.
۵– لایه زیرساخت
آخرین لایه در معماری فناوری بلاک چین، لایه زیرساخت است که شامل سه سطح سخت‌افزار، سیستم و سرور میشود. نودها و هر دستگاهی که به شبکه متصل میشود در این لایه طبقه‌بندی خواهد شد. بخش دیگری از بلاک چین که در این لایه قرار میگیرد، حافظه ذخیرهسازی غیر متمرکز شبکه است. توکن‌ها از دیگر اجزای تشکیل‌دهنده‌ی این لایه هستند.
فورک (Fork) بلاک چین
یکی از بخشهای جذاب بلاک چین فرایند فورک‌شدن است. اما، فورک (Fork) بلاک چین چیست؟ فورک در علوم کامپیوتر به‌معنای «انشعاب» و «چندشاخه‌شدن» است. برای تعریف دقیق این مفهوم و درک فرایند آن در بلاک چین ابتدا به‌سراغ ریشه‌ی آن در مهندسی نرم‌افزار می‌رویم. در مهندسی نرم‌افزار فورک پروژه (Project Fork) یا بهعبارتی دیگر، انشعاب پروژه زمانی رقم می‌خورد که توسعه‌دهندگان یک نسخه‌ی کپی از کد منبع (Source Code) را از نرم‌افزار اصلی جدا کنند و بهطور مستقل آن را توسعه دهند. این عمل نرم‌افزار متمایز و جداگانه‌ای از نرم‌افزار اولیه می‌سازد. البته، لزوما نباید توسعه‌دهندگان عمدا و با هدف قبلی اقدام به ایجاد انشعاب کنند و در محیط نرم‌افزار ممکن است این فرایند بهصورت غیرمترقبه رخ دهد.
برای درک مفهوم فورک بلاک چین لازم است که ماهیت غیرمتمرکز بودن بلاک چین را نیز درنظر بگیرید. این خصیصه‌ی بلاک چین بدین معنی است که مشارکت‌کنندگان باید بتوانند درباره‌ی بخش‌هایی از شبکه بلاک چین ازجمله پروتکل‌ها و بلاکها به توافق برسند. این توافق جمعی دربین نودهای شبکهی بلاک چین، تراکنش‌های درون هر بلاک را تأیید میکند. گاهی اوقات، نودهای درون شبکه نمی‌توانند درباره‌ی وضعیت آتی بلاک چین، به توافق و اجماع برسند. این عدم توافق عام منجر به ایجاد انواع فورک‌ها میشود و زنجیره‌ی اصلی بلاکها را به دو یا چند شاخه تقسیم میکند که همگی آن‌ها معتبر هستند.
به‌طورکلی سه نوع فورک بلاک چین وجود دارد که البته می‌توانند به زیرمجموعه‌های بیشتری تقسیم شوند. این سه نوع فورک در شرایط مختلفی رقم می‌خورند. فورک‌های بلاک چین عبارت‌اند از:
۱– سافت فورک (Soft Fork)
در این نوع انشعاب، پروتکل جدید بهصورت سازگار با قبل (Backward-Compatible) تغییر میکند. در این حالت نرم‌افزار بلاک چینی که روی نودهای درون شبکه اجرا میشود دچار تغییر جزئی میشود و بلاک‌هایی که طبق پروتکل جدید استخراج شدند، توسط نودهایی که نسخه‌ی قدیمی بلاک چین را دارند نیز معتبر تلقی میشوند. برای مثال، به‌روزرسانی SegWit در شبکهی بیت‌کوین کلاس جدیدی از آدرس‌ها را به شبکه اضافه کرد که تحت عنوان Bech32 شناخته میشود. اما، افزودن کلاس جدید از آدرس‌ها سبب نشد آدرس‌های قبلی با نام P2SH اعتبار خود را ازدست بدهند و یک نود با آدرس P2SH می‌تواند با نودی که آدرس Bech32 دارد، تراکنش معتبر داشته باشد.
۲– هارد فورک (Hard Fork)
در این نوع فورک بلاک چین، شاهد تغییر وسیع‌تری هستیم. در این نوع انشعاب پروتکل بلاک چین اصطلاحا بهصورت ناسازگار با قبل (Backwards-Uncompatible) دست‌خوش تغییر قرار میگیرد. بهعبارتی دیگر، نرم‌افزار بلاک چین به‌گونه‌ای تغییر میکند که بلاک‌های استخراج‌شده‌ی جدید طبق پروتکل جدید، توسط نسخه‌ی قبلی بلاک چین معتبر نخواهند بود. زمانی‌که هارد فورک اتفاق می‌افتد، ارز جدیدی متولد میشود. برای مثال، در بیت‌کوین بعداز هارد فورک شدن رمزارز بیت‌کوین کش متولد شد.
نودهایی که به‌روزرسانی هارد فورک را انجام دهند، برابر با تعداد ارز دیجیتالی که از نسخه‌ی قبلی دارند، ارز دیجیتال نسخه‌ی جدید را دریافت می‌کنند. برای مثال، اگر کسی ۱۰۰ بیت کوین داشته است و به‌روزرسانی هارد فورک بیت‌کوین کش را اجرا کند، علاوه‌بر تعداد بیت‌کوین‌ها، ۱۰۰ بیت‌کوین کش نیز دریافت خواهد کرد.
درمثالی دیگر از هارد فورک‌ها میتوان از به‌روزرسانی Casper در اتریوم که منجر به تغییر پروتکل توافق و اجماع نودها میشود، نام برد. درطی این به‌روزرسانی قرار است گواه بر کار (PoW) به گواه بر سهام (PoS) تبدیل شود.
۳– فورک موقت یا فورک تصادفی (Temporary Fork / Accidental Fork)
این نوع از فورک زمانی اتفاق می‌افتد که دو ماینر بهصورت هم‌زمان یک بلاک جدید را استخراج می‌کنند و ممکن است تمام شبکه روی انتخاب بلاک جدید توافق نداشته باشند و تعدادی از نودها بلاک استخراج‌شده توسط گروه A را بپذیرند و تعدادی دیگر بلاک استخراج‌شده توسط گروه B را قبول کنند. این عدم توافق عام روی یک بلاک که اغلب به‌دلیل تفاوت زمانی رخ می‌دهد، سبب تولید زنجیره‌های جدیدی میشود. در این نوع فورک، یک یا چند بلاک با ارتفاع یکسان وجود دارد.
فورک‌های تصادفی را فورک موقت نیز می‌نامند؛ زیرا یکی از انشعابات ازبین می‌رود و همه‌ی نودها فقط به یکی از آن‌ها هدایت خواهند شد.
کاربردهای فورک بلاک چین
درمجموع سه کاربرد اساسی برای فورک وجود دارد و از آنجایی که دسته‌ای از فورک‌ها با برنامه‌ریزی انجام میشوند؛ بنابراین، برنامه‌نویسان هدف خاصی را دنبال می‌کنند. این کاربردها شامل ۱- افزودن قابلیت جدید؛ ۲- حل مشکلات امنیتی؛ ۳- بازگشت تراکنش‌های آلوده یا برگشت رمزارزهای سرقت‌شده، میشود.
انواع شبکههای بلاک چین
انواع شبکههای بلاک چین حداقل به چهار دسته تقسیم میشوند که عبارت‌اند از: بلاک چین عمومی (Public blockchain)، بلاک چین خصوصی (Private blockchain)، بلاک چین کنسرسیوم (Consortium Blockchain)، بلاک چین ترکیبی (Hybrid blockchain).
بلاک چین عمومی
به‌طورخلاصه، شبکه بلاک چین عمومی به فناوری دفتر کل توزیع‌شده بدون مجوز میگویند که هر فردی ازطریق اینترنت می‌تواند به آن بپیوندد و تراکنش انجام دهد و در اعتبارسنجی‌ها نیز مشارکت کند. اعتبارسنجی تراکنش‌ها در این نوع شبکه ازطریق روش‌های اجماع با اثبات کار یا اثبات سهام و… صورت می‌پذیرد. اغلب شبکههای بلاک چین مشوق‌های اقتصادی و پاداش مالی برای کاربران فعال در شبکه درنظر میگیرند. برای مثال، بیت کوین، اتریوم، لایت کوین و NEO از این دسته شبکههای بلاک چین هستند. ازجمله کاربردهای شبکههای بلاک چین عمومی میتوان به رای‌دهی و جذب سرمایه اشاره کرد.
بلاک چین خصوصی
شبکه بلاک چین خصوصی به بلاک چینی گفته میشود که در محیط محدود اجرا میشود و عضویت در آن نیاز به مجوز دارد و توسط یک سازمان، گروه یا فرد کنترل میشود. بنابراین، دسترسی، اختیارات و چگونگی فعالیت کاربران توسط مدیران تعریف میشود. این نوع شبکه نیز شفافیت، اطمینان و امنیت را برای کاربران منتخب به‌همراه دارد. البته، با توجه به لزوم کسب مجوز و وجود مدیران اصلی شبکه، این نوع بلاک چین ماهیت غیر متمرکزبودن را ازدست می‌دهد. برای مثال، شبکههای Multichain و Hyperledger Fabric و Corda در بین شبکههای بلاک چین خصوصی طبقه‌بندی میشوند.
برتری بلاک چین خصوصی نسبت‌به بلاک چین عمومی در سرعت پردازش و اجماع کاربران آن است. همچنین، بلاک چین خصوصی توسعه‌پذیری بیشتری دارد؛ زیرا در این نوع شبکه فقط تعداد خاصی از نودها امکان اعتبارسنجی تراکنش‌ها را دارند. بلاک چین خصوصی در زمینه‌ی مدیریت زنجیره تأمین سازمان‌ها، تأیید مالکیت دارایی‌ها، رای‌دهی داخلی و… کاربرد دارند.
بلاک چین کنسرسیوم
بلاک چین کنسرسیوم نوعی از بلاک چین است که نیاز به ویژگی‌های بلاک چین عمومی و خصوصی بهطور هم‌زمان را پوشش می‌دهد. برای مثال چند سازمان قصد همکاری با یکدیگر را دارند و با راه‌اندازی چنین شبکه‌ای می‌توانند فرایند همکاری را به‌راحتی مدیریت کنند. در بلاک چین کنسرسیوم بخش‌هایی از سازمان‌ها عمومی میشوند، درحالی‌که سایر بخش‌ها خصوصی باقی خواهند ماند. فرایند اجماع و توافق در بلاک چین کنسرسیوم توسط نودهای از‌پیش تعین‌شده انجام میشود؛ اما، بااین‌که حضور برای عموم افراد امکان‌پذیر نیست، همچنان ماهیت غیر متمرکزبودن را خواهد داشت؛ زیرا این شبکه توسط چندین سازمان مجزا مدیریت میشود.
برای اطمینان از صحت عملکرد این نوع بلاک چین، نود اعتبارسنج می‌تواند دو عمل اعتبارسنجی تراکنش و آغاز یا دریافت تراکنش را انجام دهد. درمقابل اما، نودی که عضو شبکه است فقط امکان آغاز یا دریافت تراکنش‌ها را خواهد داشت. ازجمله شبکههای بلاک چین کنسرسیوم میتوان به Marco Polo و Energy Web Foundation و IBM Food Trust اشاره کرد. این نوع از بلاک چین در بانکداری و شبکههای پرداخت، تحقیقات و… کاربرد دارد.
بلاک چین ترکیبی یا هیبرید
بلاک چین ترکیبی، شبکه‌ای است که ترکیبی از دو نوع بلاک چین عمومی و خصوصی را به‌کار میگیرد. با وجود اینکه شاید این نوع بلاک چین شبیه به بلاک چین کنسرسیوم بهنظر برسد؛ اما ماهیت آن‌ها تفاوت‌های اساسی دارند. کاربران در این شبکه می‌توانند دسترسی افراد به داده‌های ذخیره‌شده در بلاک چین را کنترل کنند. بدین ترتیب، فقط بخشی از داده‌های شبکه برای دسترسی عموم افراد بدون مجوز باز هستند و بخش دیگر داده‌ها فقط ازطریق کسب مجوز قابل دسترسی کاربران منتخب خواهند بود. انعطاف‌پذیری بلاک چین ترکیبی آنجایی است که کاربران قادر هستند به‌راحتی عوض یک بلاک چین خصوصی با قابلیت دسترسی به چندین بلاک چین عمومی شوند.
تراکنش‌ها در بلاک چین ترکیبی در داخل شبکه تأیید میشود؛ اما، کاربران می‌توانند آن را برای تأیید به بلاک چین عمومی نیز منتقل کنند. بلاک چین‌های عمومی رمزنگاری را پیچیده‌تر می‌کنند و نودهای بیشتری را برای اعتبارسنجی درگیر می‌کنند؛ درنتیجه امنیت و شفافیت شبکه بلاک چین دوچندان خواهد شد. ازجمله بلاک چین‌های هیبرید میتوان از Dragonchain و XinFin نام برد.
سایدچین (Sidechain)
در واقع، یک بلاک چین جانبی است که به بلاک چین به‌عنوان زنجیره‌ی اصلی بهصورت دوطرفه متصل است. ساید چین امکان تبادل دارایی دیجیتال با نرخ از پیش مشخص‌شده بین خود و زنجیره‌ی اصلی را فراهم میکند.
فرض کنید یک شبکهی غیر متمرکز جهانی از چندین بلاک چین که هرکدام قوانین، اهداف و کارایی مختص به‌خود را دارند و درعین اینکه مستقل هستند، یک اکوسیستم واحد نیز تشکیل می‌دهند. این اکوسیستم واحد متشکل از چندین بلاک چین مستقل را میتوان ساید چین نامید.
این مکانیزم رمزنگاری پیچیده به توکن‌ها و سایر دارایی‌های دیجیتال امکان می‌دهد تا آزادانه بین زنجیره‌ی اصلی و ساید چین حرکت کنند. یک مثال واضح برای ساید چین Liquid Network به‌عنوان یک پلتفرم توافق برای مبادله‌کنندگان و پلتفرم‌های معامله است که سرعت و امنیت انجام تراکنش‌ها را افزایش می‌دهد. ازآنجاییکه، شبکه Liquid از به بیت کوین به‌عنوان زنجیره‌ی اصلی آن، متصل است، فقط فعالیت‌هایی که شامل بیت کوین میشوند در آن امکان‌پذیر است.
ساید چین‌ها با توجه به عملکردشان به گونه‌های مختلفی طبقه‌بندی میشوند. برای مثال، با وجود اینکه هردو شبکهی Liquid و Rootstock سایدچین به‌حساب می‌آیند؛ اما کاربرد آن‌ها بسیار متفاوت است. کاربرد Rootstock با هدف اجرای مؤثر قراردادهای هوشمند طراحی شده است.
کاربرد بلاک چین
همان‌طورکه گفته شد بلاک چین روشی قابل اعتماد برای ذخیره‌ی اطلاعات درباره‌ی انواع تراکنش‌ها است. درادامه کاربردهای آن را بررسی خواهیم کرد.
ارز دیجیتال
فناوری بلاک چین سنگ بستر رمزارزهایی مانند بیت کوین را فراهم میکند. دلار ایالات متحده توسط فدرال رزرو کنترل میشود. تحت این سیستم اعتباری مرکزی، داده‌ها و ارزهای کاربر ازنظر فنی مطابق میل بانک یا دولت محلی است. اگر بانک هک شود، اطلاعات خصوصی کاربر در خطر جدی قرار میگیرد. اگر بانک ورشکست شود یا دولت کشور محل زندگی کاربر ثبات کافی نداشته باشد، ارزش مالی دارایی کاربر درخطر قرار خواهد گرفت. درسال ۲۰۰۸ میلادی (۱۳۸۷ شمسی) وقتی نقدینگی برخی از بانک‌ها تمام شد، تاحدی با کمک پول مودیان طرح نجات مالی اجرا شد. این نگرانی‌ها سبب تصور و توسعه‌ی بیت کوین در وهله‌ی اول شدند.
بلاک چین اکنون به رمزارزهایی نظیر بیت کوین امکان می‌دهد با گسترش خود درسراسر شبکه‌ای از کامپیوترها، بدون نیاز به مرکز اعتباری خاصی، فعالیت کند. درنتیجه، نه‌تنها خطرات احتمالی به‌شدت کاهش می‌یابند، بلکه کارمزد تراکنش‌ها و پردازش‌های مالی نیز ازبین می‌روند.
قرارداد هوشمند
دیگر کاربرد بلاک چین قرارداد هوشمند است. قرارداد هوشمند کدهایی است که درون بلاک چین ساخته میشوند تا به‌وسیله‌ی آن توافق برسر یک قرارداد را تسهیل و تأیید کنند یا حتی درباره‌ی شرایط به مذاکره بپردازند. قرارداد هوشمند تحت شرایطی که کاربران بپذیرند اجرا میشود. زمانی‌که شرایط لازم فراهم شوند، بندهای توافق‌نامه بهطور خودکار انجام میشوند.
برای مثال، یک مستأجر قصد دارد یک آپارتمان را ازطریق قرارداد هوشمند اجاره کند. صاحب خانه توافق میکند که رمز ورود به ساختمان را به‌محض پرداخت وثیقه برای مستأجر ارسال کند. دوطرف قرارداد بخشهای مدنظرشان را به قرارداد هوشمند ارسال می‌کنند تا بهصورت خودکار رمز در آپارتمان را با پرداخت وثیقه در تاریخ معین مبادله کند. اگر صاحب خانه رمز در را تا تاریخ مشخص ارسال نکند، قرارداد هوشمند نیز کاملا خودکار مبلغ وثیقه‌ی مستأجر را برمی‌گرداند. این فرایند علاوه‌بر صرفه‌جویی در زمان، پرداخت کارمزدهای واریز و برگشت پول را ازبین برده است.
خدمات بانکی و مالی
شاید هیچ صنعتی بیشاز بانکداری از به‌کارگیری فناوری بلاک چین در فعالیت‌های تجاری خود کسب سود نکند. مؤسسات مالی بینالمللی فقط در ساعات اداری و پنج روز هفته فعال هستند. بدین ترتیب اگر فردی قصد داشته باشد مبلغ یک چک را در ساعت ۶ بعدازظهر جمعه به حساب خود واریز کند، تا دوشنبه صبح این پول به حساب فرد واریز نمی‌شود. حتی اگر واریز در ساعات اداری انجام شود، تأیید تراکنش ممکن است به‌دلیل حجم بالای معاملات بانک‌ها تا سه روز طول بکشد. این‌ها مسائلی است که بانکداری امروزی با آن دست‌وپنجه نرم میکند.
بلاک چین هرگز نمی‌خوابد و تعطیلی ندارد. با ادغام شبکه بلاک چین در بانک‌ها، مشتریان می‌توانند شاهد پردازش تراکنش‌ها در کمتر از ۱۰ دقیقا باشند. اساسا افزودن یک بلاک جدید در بلاک چین به این مدت زمان نیاز دارد و اهمیتی ندارد که روز تعطیل یا خارج‌از ساعات اداری درخواست کاربر ثبت شود. علاوه‌بر زمان، طبق تحقیقات و محاسبات انجام‌شده، افراد با استفاده از بانکداری مبتنی بر شبکه بلاک چین می‌توانند سالانه ۱۵ تا ۲۰ میلیارد دلار در انجام خدمات بانکی و کارمزد و بیمه صرفه‌جویی کنند.
بازی‌های ویدئویی
بازی Cryptokitties در نوامبر ۲۰۱۷ میلادی (آبان ۱۳۹۶) راه‌اندازی شد. این بازی یک ماه بعداز راه‌اندازی، درصدر اخبار قرار گرفت؛ زیرا کارکتری کریپتوکیتی که حیوان خانگی مجازی در بازی بود، با قیمتی بیشاز ۱۰۰ هزار دلار به‌فروش رسید. این بازی نشان داد که چگونه میتوان از فناوری بلاک چین در صنعت بازی‌های ویدئویی استفاده کرد.
بازار سرمایه
یکی دیگر از کاربردهای فناوری بلاک چین به‌گفته‌ی بانک سانتاندر استفاده از آن در بازار سرمایه است؛ البته استفاده از این فناوری در شبکه بلاک چین به آسانی استفاده از آن برای انتقال پول نیست.
داد و ستد
در سیستم تجاری بلاک چین توسعه یافته برای دادوستد، هر تراکنش شامل یک Letter of Credit است که از طریق آن خریدار و فروشنده از انجام دقیق معامله اطمینان حاصی می‌کنند.
رسانه
برخی رسانه‌ها در تلاش هستند تا با استفاده از بلاک چین یک شبکهی توزیع محتوا ایجاد کنند. برای مثال، در پلتفرم Decent تولیدکنندگان محتوا محصولات خود را در شبکه بلاک چین به‌اشتراک می‌گذارند تا برای آن مشتری پیدا شود. سپس، درصورت پیداشدن خریدار، حق‌الزحمه‌ی محصول بلافاصله پرداخت خواهد شد. همچنین، کام‌کست دیگر شبکهی بلاک چینی است که امکان رزرو آگهی تلویزیونی را برای افراد فراهم میکند.
انرژی
فناوری بلاک چین با وجود اینکه انرژی زیادی مصرف میکند؛ اما تمام قابلیت‌های لازم و ضروری برای مدیریت مصرف انرژی را دارد. برای مثال، در این شبکه میتوان تمام منابع انرژی را تعریف کرد و اندازه‌گیری میزان مصرف انرژی هرکاربر و صدور فاکتور را بهصورت لحظه‌ای انجام داد.
رأی‌گیری
فناوری بلاک چین به‌خودی خود ماهیت دمکراتیک دارد؛ بنابراین، با کمی خلاقیت میتوان از آن برای اهداف مستقیم رأی‌گیری انتخابات کمک گرفت. ازجمله قابلیت‌های متناسب با رأی‌گیری در بلاک چین میتوان به عدم امکان تغییر سابقه‌ی تراکنش‌ها، امنیت جمعی، عدم ردیابی کاربران و دستیابی به اطلاعات افراد و… آن اشاره کرد.
ثبت احوال
هر کشوری دارای ثبت احوال است که اطلاعات هویتی افراد از نام گرفته تا تاریخ تولد و فوت و تعداد فرزندان و… را جمع‌آوری میکند. این اطلاعات هموراه درحال رشد هستند؛ درنتیجه مدیریت و حفظ امنیت اطلاعات کشورها را با چالش‌های زیادی روبه‌رو میکند. شاید وقتش رسیده باشد با بهره‌گیری از فناوری بلاک چین کار ثبت سوابق اطلاعات شخصی و حفاظت از آن‌ها را تسهیل کنیم.
مالیات
محاسبه‌ی مالیات فرایند زمان‌بر و سنگینی است که ازطریق بلاک چین میتوان آن را به‌راحتی مدیریت کرد و خطای انسانی را به حداقل رساند. به‌خصوص اینکه با کمک این فناوری قطعا میتوان از فرارهای مالیاتی نیز جلوگیری کرد.
کلان داده
پرواضح است که بلاک چین نوعی پایگاه داده غیرمتمرکز است که اطلاعات خاصی را با تمام نودهای فعال در شبکه به‌اشتراک می‌گذارد. حال فرض کنید بتوان هرنوع دادهای را در آن ذخیره کرد. ازسویی دیگر، امکان اعتبارسنجی و تأیید صحت اطلاعات نیز انقلابی در ذخیرهسازی اطلاعات اشتراکی ایجاد خواهد کرد.
سلامت و درمان
مؤسسه‌های درمانی می‌توانند با بهره‌گیری از بلاک چین شیوه‌ی ذخیرهسازی سوابق بیماران را بازتعریف کنند. ازطریق این فناوری میتوان سوابق بیماران را در بلاک چین ثبت کرد و به‌گونه‌ای رمزگذاری کرد که فقط دردسترس اشخاص خاصی قرار بگیرند.
از دیگر کاربردهای بلاک چین میتوان به تولید توکن غیر قابل معاوضه (NFT)، مبادله‌ی انرژی، خدمات نام دامنه، مدیریت زنجیره تأمین، استفاده از آن در اینترنت اشیاء و خانه‌های هوشمند و… اشاره کرد. این کاربردها هنوز گوشه‌ای از قدرت بلاک چین را نشان می‌دهند و این فناوری هنوز راه درازی را درپیش دارد.؛ زیرا فناوری بلاک چین بسیار انعطاف پذیر است و توانایی زیادی برای ورود به هر بخشی از زندگی بشر را دارد.
نقش بلاک چین در حوزه رمز ارزها
شاید بتوان گفت بیشترین کاربرد فناوری بلاکچین تاکنون در حوزه ارزهای دیجیتال بوده است. بسیاری از پروژه‌ها برای ارائه بستری برای انتقال ارزش از بلاکچین استفاده می کنند. تمامی اطلاعات مربوط به یک دارایی دیجیتال در بلاک چین آن ارز دیجیتال ذخیره میشود. برای مثال، ارز دیجیتال بیت کوین از شبکه بلاک چین Bitcoin برای ذخیره اطلاعات کوین‌ها، تراکنش بین افراد، مالکیت هر رمزارز و… استفاده میکند.
بسیاری از رمزارزهایی که بعد از بیت کوین معرفی شدند نیز از همین تکنولوژی استفاده می‌کنند. البته ارائه یک رمزارز محدود به استفاده از بلاک چین نمی‌شود و میتوان از طریق سایر فناوری‌ها نیز یک ارز دیجیتال را ایجاد کرد. اما میتوان گفت در حال حاضر بزرگترین و مطرح‌ترین ارزهای دیجیتال جهان، از تکنولوژی بلاک چین استفاده می‌کنند.
مزایا و معایب فناوری بلاکچین
بلاکچین‌هایی که به خوبی مهندسی شده‌اند، یک مشکل آزاردهنده برای سهامداران در صنایع مختلف را برطرف کرده‌اند. این صنایع از مالی تا کشاورزی را شامل میشوند. یک شبکه توزیع شده دارای مزایایی نسبت به مدل سنتی کلاینت – سرور است، هر چند معایبی نیز در مقایسه با آن دارد.
مزایا
یکی از مهمترین مزیت‌های بیت کوین که در وایت پیپر آن تاکید شده، انجام پرداخت‌های مالی بدون نیاز به واسطه‌ها است. در بلاکچین‌های خلق شده بعد از بیت کوین، این ایده گسترش پیدا کرد و امکان ارسال بدون واسطه انواع اطلاعات بین کاربران فراهم شد. به لطف کنار رفتن واسطه‌ها، ریسک‌های مربوط به کاربران طرف معامله کاهش یافته و هزینه‌ها نیز کمتر میشوند؛ دست واسطه‌ها قطع شده و دیگر کارمزدی پرداخت نخواهید کرد.
همانطور که در بخشهای قبلی به آن اشاره کردیم، یک بلاک چین عمومی محیطی بدون نیاز به کسب اجازه است. به همین دلیل مانعی برای ورود به شبکه وجود ندارد. توانایی اتصال به اینترنت به معنی فراهم بودن امکان برقراری ارتباط با سایر کاربران یک شبکه بلاکچینی است.
به عقیده برخی، مهمترین ویژگی سیستم‌های مبتنی بر فناوری Blockchain مقاومت بسیار بالا در برابر سانسور است. برای فلج کردن یک سرویس متمرکز، کافی است سرور مرکزی را هدف حمله قرار بدهیم. اما در یک ساختار نظیر به نظیر، هر گره نقش یک سرور مستقل را ایفا میکند. پس با مجموعه‌ای از نودها مواجه هستیم. به همین دلیل برای در اختیار گرفتن کنترل شبکه یک رمز ارز نظیر بیت کوین، باید حمله 51 درصد را ترتیب داد.
سیستمی توزیع شده مثل بیت کوین، دارای بالای 10 هزار نود قابل مشاهده در سراسر دنیا است. به همین دلیل هک کردن آن تقریبا غیر ممکن است؛ هیچ هکری منابع کافی برای حمله به این شبکه را ندارد! نباید فراموش کرد در اینجا تعداد زیادی گره مخفی نیز وجود دارند.
معایب
بهینه شدن بلاکچین‌ها برای برخی کاربردها و اهداف، سبب شده یک سری ویژگی‌های دیگر را از دست بدهند. واضح‌ترین محدودیت بر سر راه گسترش این فناوری، مقیاس‌پذیری ضعیف است.
بیشتر بخوانید: مقیاس پذیری بلاک چین و ارزهای دیجیتال – Scalability چیست؟
این موضوع درباره هر شبکه توزیع شده دیگری نیز صدق میکند. از آنجایی که برای جلوگیری از بروز مشکلاتی نظیر دابل اسپندینگ، همه اعضا باید با یکدیگر همگام باشند، امکان افزودن سریع اطلاعات جدید میسر نیست. به عبارت دیگر، زمان‌بر بودن فرآیند همگام‌سازی اطلاعات و به‌روزرسانی پایگاه داده بر اساس آخرین تغییرات، امکان پا به پا شدن گره‌ها با فرآیند اضافه شدن داده جدید را سلب کرده است.
توسعه‌دهندگان به عمد سرعت آپدیت شدن بلاک چین‌ها را محدود می‌کنند. هدف، اطمینان از غیر متمرکز ماندن سیستم است.
نتیجه برای کاربران شبکه، انتظارهای طولانی مدت تا زمان تایید شدن تراکنش است. در صورت افزایش ترافیک در شبکه و ایجاد تعداد زیادی تراکنش توسط کاربران، زمان انتظار افزایش پیدا میکند. هر بلاک مقدار مشخصی داده را در خود جای داده و سریع به زنجیره اضافه نمی‌شود. وقتی ظرفیت یک بلوک به پایان رسید، سایر تراکنش‌های در انتظار بررسی باید تا پردازش بلوک کنونی و سپس قرارگیری در مورد بعدی صبر کنند.
عدم امکان ارتقای راحت، یکی دیگر از مشکلات یک شبکهی مبتنی بر بلاک چین است. اگر نرم افزار خود را ساخته باشید، به راحتی قادر به افزودن قابلیت‌های جدید خواهید بود، اما حین ارتباط با بی‌شمار کاربر دیگر، وضعیت متفاوت است، چرا که برای انجام اصلاحات باید از آن‌ها اجازه بخواهید.
در محیطی با میلیون‌ها کاربر، ایجاد تغییر کار واقعا دشواری است. اگرچه می‌توانید برخی از پارامترها را برای نود خود تغییر بدهید، اما در صورت ناسازگار شدن با سایر گره‌ها، از شبکه جدا خواهید شد. سایر نودهای سیستم متوجه عدم تطابق شما با قوانین شده و از تعامل و برقراری ارتباط خودداری می‌کنند.
تصور کنید درخواست شما، تغییر قانون مربوط به اندازه بلاکها است و می‌خواهید بزرگی آن‌ها را از 1 مگابایت به 2 مگابایت تغییر بدهید. می‌توانید در کامپیوتر خود چنین بلاک‌هایی ایجاد و برای سایر ماشین‌ها ارسال کنید، اما قانون «عدم پذیرش بلوک‌های با حجم بالای 1 مگابایت» سبب رد کردن پیام شما توسط این گره‌ها خواهد شد. این دستگاه‌ها هر بلاکی با اندازه بزرگتر از 1 مگابایت را در صورت دریافت، به پایگاه داده خود اضافه نکرده و آن را رد می‌کنند.
تنها روش اعمال تغییرات اساسی، قبول آن‌ها توسط اکثریت اعضا است. در بیشتر بلاک چین‌ها، پیشنهادهای مربوط به اضافه کردن قابلیت‌های جدید یا حذف برخی کارکردهای کنونی، به ماه‌ها و شاید سال‌ها بحث و گفتگو داخل انجمن‌ها منتهی میشوند. به همین دلیل ارتقا و اعمال تغییر را در اینجا دشوار و بسیار زمان‌بر بیان کردیم.
آینده بلاک چین
فناوری بلاک چین چیست؟ تاکنون شگفتیهای زیادی آفریده است و دوراز ذهن نیست که در آیندهای نزدیک بسیاری از غیرممکنها را ممکن سازد. شاید در آینده شاهد این باشیم که خودروهای برقی خودران و پهپادها از شبکه بلاک چین برای پرداخت خدماتی نظیر ایستگاههای شارژ و محل فرود استفاده کنند. نقلوانتقالهای مالی در سطح بینالمللی به جای چندین روز در عرض چند ساعت انجام شوند و سپس به چند دقیقه برسند.
در واقع، پیشبینی مسیر رشد بلاک چین بسیار دشوارتر از آن است که بتوان به آن فکر کرد. آیا کسی متوجه ظهور و رشد شبکههای اجتماعی شد؟ چه کسی پیشبینی میکرد که کلیککردن روی عکس صورت دوستانمان جای گذراندن وقت با تماشای تلویزیون را میگیرد؟ پیشبینیکنندگان اغلب سرعت وقوع اتفاقات آینده را بیشاز حد تخمین میزنند و درمقابل به تأثیرات اتفاقات در درازمدت توجهی نمیکنند.
اما تواناییهای صنعت بلاک چین این حس را القاء میکند که تغییرات آینده به بزرگی اختراع اولیهی اینترنت خواهد بود. آنچه میتوان از آن مطمئن بود، بلوغ فناوری بلاک چین و ریشهدوانی آن در تمام بخشهای زندگی بشر در آینده است و با توجه به مسیر طولانی که فقط در ۱۰ سال طی کرده است، وقایع بزرگتر بهنظر زودتر از آنچه فکر میکنیم رقم خواهند خورد.
