احتمالاً در چند سال اخیر، با مرور اخبار ارز دیجیتال یا رمزارز که به Digital Currency یا Cryptocurrency نیز شناخته می شود با واژه بلاک چین ( Blockchain ) مواجه شده اید. در این مقاله با فناوری شگفت انگیز بلاک چین آشنا می شویم و کاربرد، انواع، مزایا و معایب آن را بررسی می کنیم.

معنی لغوی بلاک چین، زنجیره بلوک است و در یک تعریف کلی، زنجیره ای از اطلاعات دیجیتال که هر بلوک، این اطلاعات را در خود نگهداری می کند، است. به عبارت دیگر، بلاک چین یک دفتر کل توزیع شده، غیر متمرکز و عمومی ( اشتراکی ) است.

هر بلوک، حجم مشخصی از اطلاعات مربوط به تراکنش ها یا معاملات مانند تاریخ، زمان، مبلغ خرید یا فروش از وب سایت مرتبط و اطلاعات خریداران و فروشندگان در معاملات را ذخیره می کند و به جای استفاده از نام واقعی خریدار و فروشنده، تنها امضای دیجیتال منحصر به فرد خریدار و فروشنده استفاده می شود. طراحی و ساختار فناوری بلاک چین بر اساس رمزگذاری و رمزگشایی اطلاعات است.

مفهوم بلاک چین برای اولین بار توسط استوارت هابر و دبلیو اسکات استورنتتا در سال ۱۹۹۱ به عنوان زنجیره ای از بلوک های امن اطلاعات از نظر رمزنگاری و با پیدایش بیت کوین معرفی شد و به سرعت، جای خود را در میان پایگاه داده های سراسر دنیا باز کرد و بیت کوین از این راهکار برای ذخیره اطلاعات تراکنش ها بهره برد. مالکان کسب و کارهای دیجیتال، فناوری بلاک چین را بسیار مناسب این حوزه تشخیص دادند و تصمیم به استفاده از این فناوری در جهت پیشرفت امور خود گرفتند و در نهایت، نیاز به استفاده از این فناوری در همه دنیا احساس شد. 

در واقع، بلاک چین نوعی سیستم ثبت اطلاعات و گزارش ها است و تفاوت آن با سیستم های سنتی، به اشتراک گذاشته شدن اطلاعات ذخیره شده در آن، بین تمامی اعضا یا کاربران متصل به سیستم است. با کمک رمزنگاری و توزیع داده‌ها، امکان تغییر، حذف، دستکاری و هک اطلاعات ثبت شده، تقریباً از بین می رود.

امروزه از بلاک چین در طیف بسیار گسترده ای از حوزه ها و زمینه ها استفاده می شود و کاربردهای آن بسیار فراگیر شده است. 

سه دلیل اصلی برای نیاز به بلاک چین وجود دارد :

(1) افزایش قدرت پردازش دیجیتال

امروزه، کامپیوترها به لطف پردازنده های مدرن و پیشرفته از قدرت پردازش بالایی برخوردار هستند که این امر، منجر به رشد تقاضا برای استفاده از این فناوری شده است.

ساختار طراحی شده در بلاک چین به قدرت پردازش بالاتری نسبت به محاسبات داده های معمولی نیاز دارد که با توجه به اینکه این ساختار بر اساس رمزنگاری تعریف شده و رمزگذاری و رمزگشایی داده ها امری پرهزینه است که به توان پردازش بالا نیز نیاز دارد، بدیهی است که در این حوزه از کامپیوترها و قدرت پردازش بالای آنها استفاده شود.

(2) رشد سریع جرایم سایبری

در سال های اخیر، جرایم سایبری چندین برابر شده اند. امروزه، امنیت سایبری با وجود تهدیدات روزافزون فراوان و جلوگیری از آسیب های بیشمار آنها، یکی از اصلی ترین و ضروری ترین نیازمندی های جامعه دیجیتال محسوب می شود که البته فناوری بلاک چین با استفاده از سیستم رمزنگاری قدرتمند خود به خوبی پاسخگوی این تهدیدات است.

(3) پیدایش بیت کوین و ارز دیجیتال

پیدایش بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتال، نقش انکارناپذیر و بسیار مهمی در افزایش محبوبیت بلاک چین داشته است. بیت کوین به عنوان اولین و ارزشمندترین ارز دیجیتال توسط شخصی ناشناس به نام ساتوشی ناکاموتو ایجاد شده که از فناوری بلاک چین برای ایجاد و توزیع ارز دیجیتال امن استفاده کرده است.

نحوه عملکرد بلاک چین

عملکرد بلاک چین شامل 4 فرآیند زیر است :

(1) شروع یک تراکنش یا معامله

با انجام هر تراکنش یا معامله در شبکه بلاک چین، یک بلاک جدید در این شبکه اضافه می شود. به عنوان مثال، با واریز مقداری بیت کوین از یک آدرس مبداء به آدرس مقصد، این تراکنش با ایجاد بلاکی جدید در اکوسیستم بیت کوین همراه است.

(2) تایید تراکنش

پس از ثبت درخواست انتقال ارز دیجیتال، دستگاه های استخراج این ارز که به ماینر‌های شبکه ( Miner ) معروف هستند، تراکنش را تایید خواهند کرد.

(3) ذخیره تراکنش

تراکنش انجام شده باید در یک بلاک ذخیره شود. پس از تایید صحت تراکنش، مبلغ درخواستی از حساب مبداء برداشت و به حساب مقصد واریز و امضای دیجیتالی نیز در یک بلاک ذخیره می شوند.

(4) اضافه شدن بلاک به بلاک چین با استفاده از هش ( Hash )

پس از تأیید کلیه تراکنش های یک بلوک، یک کد شناسایی منحصر به فرد به نام هش ایجاد می شود و به بلوک اختصاص می یابد که پس از این مرحله، بلوک به بلاک چین اضافه می شود.

تنها پس از ایجاد یک بلوک جدید در شبکه بلاک چین، این بلوک برای همه در دسترس و تمامی جزئیات اطلاعات تراکنش یا معامله برای عموم قابل مشاهده خواهد بود.


انواع بلاک چین

طبقه بندی انواع بلاک چین به صورت زیر است :

(1) بلاک چین عمومی

در بلاک چین عمومی، محدودیت دسترسی وجود ندارد و تمامی افراد می توانند عضو سیستم شوند. کلیه افراد می توانند محتویات بلاک چین عمومی را مشاهده کند. همچنین، کاربران می‌توانند کامپیوترهای خود را به شبکه بلاک چین متصل کنند و هر زمان که یک بلوک جدید اضافه شود، کامپیوترها یک نسخه از بلاک چین را که به طور خودکار بروزرسانی می شود، دریافت می کنند.

(2) بلاک چین خصوصی

در بلاک چین خصوصی، محدودیت دسترسی به اطلاعات وجود دارد و برای ثبت نام و استفاده از این سیستم، به تایید نیاز دارید.

(3) بلاک چین کنسرسیومی

بلاک چین کنسرسیوم به صورت نیمه غیر ‌متمرکز است و زمانی کاربردی است که چند سازمان یا شرکت، قصد شراکت و همکاری با یکدیگر را داشته باشند که می توانند در این بستر یک فضای مشترک ایجاد کنند و به آسانی اطلاعات را در امنیت کامل با یکدیگر به اشتراک بگذارند.

(4) بلاک چین ترکیبی یا هیبرید

این نوع از بلاک چین ترکیبی از بلاک چین عمومی و بلاک چین خصوصی است و از مزایای هر دو نوع این بلاک چین ها بهره می برد و معایب را به حداقل رسانده است. در این نسخه، مجوز عضویت با دستور مسئول کنترل کننده آن صادر می شود و محدوده مجاز فعالیت در شبکه نیز با همین روش مشخص می شود. ورود به این شبکه برای عموم آزاد نیست.


مزایای بلاک چین

فناوری بلاک چین از دیدگاه های مختلف دارای مزایای گوناگونی است که به مهم ترین آنها اشاره شده است.

- توزیع شدگی

از آنجا که داده های بلاک چین در هزاران دستگاه در شبکه توزیع شده ای از کامپیوترها ( گره ها‌ یا نودها ) ذخیره می شوند، سیستم شبکه و داده ها در برابر خرابی های فنی و حملات مخرب بسیار مقاوم هستند. هر گره یا نود در بلاک چین قادر به تکثیر و ذخیره یک نسخه از بانک اطلاعاتی است و به همین دلیل، سیستم شبکه به صورت غیر متمرکز اداره می شود و خرابی یک گره بر میزان دسترسی یا امنیت فناوری بلاک چین تاثیرگذار نیست. در مقابل، بسیاری از بانک های اطلاعاتی معمولی به یک یا چند سرویس دهنده متکی و متصل هستند و در برابر خرابی­‌های فنی و تهدیدات سایبری آسیب پذیرتر هستند. توزیع شدگی یکی از فواید بی نظیر بلاک چین است که کاربردهای فراوانی دارد.

- ثبات

پس از ثبت اطلاعات در سیستم بلاک چین­، حذف یا تغییر آن بسیار دشوار است. این امر باعث می­‌شود بلاک چین یک فناوری عالی برای ذخیره سوابق مالی یا هر گونه داده ای باشد که نیاز به حسابرسی دارد، زیرا هر تغییری در دفتر کل دیجیتال توزیع شده و عمومی، ثبت می شود و قابل ردیابی است.

- سیستم بدون نیاز به اعتماد

در سیستم بدون نیاز به اعتماد ( Trustless ) کاربران نیازی به شناخت طرف مقابل معامله یا اعتماد به هرگونه مرکز یا نهادی مستقل و واحد را ندارند. در اغلب سیستم های پرداخت سنتی، دو طرف علاوه بر درگیر بودن در معامله، به یک واسطه مانند بانک یا شرکت های ارائه دهنده خدمات اعتباری نیز نیاز دارند. اما در فناوری بلاک چین، نیازی به واسطه نیست؛ زیرا تراکنش ها یا معاملات از طریق فرآیندی موسوم به استخراج ( Mining ) تایید می شوند. 

بنابراین، سیستم بلاک چین خطرات احتمالی اعتماد به یک سازمان واسط را از بین می ‌برد و همچنین، هزینه های کلی و هزینه های تراکنش ها یا معاملات را با حذف کردن واسطه ها و اشخاص ثالث کاهش می دهد.

- مبادلات نظیر به نظیر ( P2P )

شبکه بلاک چین از نوع شبکه نظیر به نظیر ( Peer-to-Peer ) یا P2P است که در آن، گره ها به هیچ سرویس دهنده مرکزی متصل نیستند و می توانند همزمان به عنوان سرویس دهنده و سرویس گیرنده عمل کنند. در این ساختار با افزایش تعداد کاربران یا کامپیوترها، شبکه قوی تر می شود و دارای مزایای بسیار زیادی است که عبارتند از : افزایش امنیت، حذف واسطه و افزایش ثبات و پایداری در شبکه.


معایب بلاک چین

فناوری بلاکچین هم مانند هر فناوری یا ابزار دیگر، دارای معایبی است که در ادامه به آنها اشاره شده است.

- عدم قابلیت اصلاح داده ها

یکی از مهم ترین معایب شبکه بلاک چین، دشوار بودن تغییر یا اصلاح داده ها پس از افزودن داده ها به آن است که عدم انعطاف پذیری آن را نشان می دهد. تغییر داده یا کد در بلاک چین بسیار دشوار است که با جدا شدن یک زنجیره از بلوک ها از زنجیره بلوک اصلی و شروع فعالیت مستقل این زنجیره جدا شده، امکان پذیر است؛ به این تغییر که یک تغییر ریشه ای در پروتکل های شبکه بلاک چین است و باعث معتبر شناخته شدن تراکنش ها و بلوک ها – که پیشتر غیر معتبر شناخته می شدند – می شود، یا بالعکس، انشعاب سخت یا هارد فورک ( Hard Fork ) می گویند.

- کلیدهای خصوصی

تراکنش ها یا معاملات در بستر شبکه بلاکچین توسط کیف پول بلاک چین انجام می شوند و هر کیف پول از دو کلید رمزنگاری منحصر به فرد و مجزا ( کلید عمومی و کلید خصوصی ) تشکیل شده است. در واقع، هر آدرس بلا­ک چین دارای یک کلید خصوصی و یک کلید عمومی است. کلید خصوصی برای هر کاربر باید مخفی نگه داشته شود و کلید عمومی می تواند بین کلیه کاربران به اشتراک گذاشته شود. کاربران برای دستیابی به سرمایه خود به کلید خصوصی منحصر به فرد خود نیاز دارند که در نقش رمز خصوصی موجودی یا سرمایه آنها است. درصورتیکه یک کاربر، کلید خصوصی خود را به هر دلیلی از دست دهد، سرمایه او نیز از دست می رود.

- ذخیره­‌سازی

تمامی اطلاعات در شبکه بلاک چین در دفتر کل های توزیع شده ذخیره می شوند که با گذشت زمان بسیار بزرگ می شوند و بدیهی است رشد کنونی حجم شبکه بلاک چین از رشد ظرفیت درایوهای سخت افزاری نیز پیشی خواهد گرفت و در نهایت، شبکه با خطر از دست دادن گره ها مواجه خواهد شد.