مفهوم بلاك چين براي اولين بار توسط استوارت هابر و دبليو اسكات استورنتتا در سال 1991 به عنوان زنجيره‌اي از بلوك‌هاي امن از نظر رمزنگاري معرفي شد و با گذشت زمان جاي خود را در ميان پايگاه‌داده‌هاي سراسر دنيا باز كرد. مالكان كسب و كارهاي ديجيتال به فكر استفاده از اين فناوري در جهت پيشرفت امور خود افتادند و در نهايت نياز به استفاده از اين فناوري در همه دنيا احساس شد. اما سه دليل اصلي براي نياز به بلاك چين وجود دارد؛

 افزايش قدرت پردازش ديجيتال 

بلاك چين با توجه به ساختار طراحي شده‌اش به قدرت پردازش بالاتري نسبت به محاسبات داده‌هاي معمولي نياز دارد. طراحي بلاكچين بر اساس رمزنگاري تعريف شده است و رمزگذاري و رمزگشايي داده‌ها طبيعتاً يك امر پرهزينه است. امروزه كامپيوترها به لطف پردازنده هاي مدرن توسعه يافته از قدرت پردازش بيشتري برخوردارند كه اين امر منجر به رشد تقاضا براي استفاده از اين فناوري شده است.

 رشد سريع جرايم سايبري 

جرايم سايبري در چند سال گذشته چند برابر شده است. هك بيش از يك ميليارد حساب ياهو، لو رفتن اطلاعات كاربران در فيسبوك و افزايش آسيب هاي بدافزارها تنها چند مورد از اين جرايم هستند. در واقع روزانه بيش از يك ميليون تهديد سايبري منتشر مي‌شود كه اين به خودي خود توجه بيشتري به امنيت را ايجاد مي‌كند. امروزه امنيت سايبري يكي از بزرگترين چالش‌هاي مالكان كسب و كارهاي اينترنتي است. Blockchain با استفاده از سيستم رمزنگاري قدرتمند خود تا حدودي اين نياز را پاسخ مي‌دهد.

ظهور بيت كوين و ارز ديجيتال

بيت كوين و  ساير ارزهاي ديجيتال يكي از بزرگترين دلايل افزايش محبوبيت Blockchain هستند. بيت كوين يك ارز ديجيتال است كه توسط شخصي ناشناس به نام ساتوشي ناكاموتو ايجاد شده است كه از فناوري بلاكچين براي ايجاد و توزيع ارز ديجيتال امن استفاده كرده است.

بلاكچين چگونه كار مي‌كند؟

همانطور كه اكنون مي‌دانيد، بلاك چين شامل چندين بلاك است كه به هم وصل شده‌اند. براي اينكه يك بلاك به بلاك چين اضافه شود بايد 4 اتفاق رخ دهد:

1. شروع يك معامله يا تراكنش

هر گونه معامله يا تراكنشي كه در شبكه انجام مي‌شود، منجر به افزوده شدن يك بلاك جديد در بلاك چين مي‌شود. به عنوان مثال، در صورتي كه قصد داريد مقداري اتريوم كيف پول دوستتان واريز كنيد، اين تراكنش با ايجاد بلاكي جديد در اكوسيستم اتريوم انجام مي‌شود.

2. تاييد تراكنش

پس از ثبت درخواست انتقال شما، ماينر‌هاي شبكه مسئول تاييد تراكنش شما خواهند بود. ابتدا نياز است كه اطلاعات جديد وارد سيستم شود. اين كار به عهده كامپيوترها است. اين شبكه غالباً از هزاران كامپيوتر تشكيل شده است كه در سراسر جهان پخش شده‌اند.

3. ذخيره معامله

معامله شما بايد در يك بلاك ذخيره شود. پس از تأييد صحت معامله، مبلغ درخواستي شما براي واريز و امضاي ديجيتالي شما در يك بلاك ذخيره مي‌شوند. 

بيشتر بخوانيد:آموزش ارز ديجيتال

4. اضافه شدن بلاك به بلاكچين با استفاده از هش

پس از تأييد كليه معاملات يك بلاك، بايد يك كد شناسايي كننده منحصر به فرد به نام هش (Hash) به بلاك اختصاص يابد. پس از هش شدن مي‌توان بلاك را به Blockchain اضافه كرد.

پس از ايجاد يك بلاك جديد در شبكه، اين بلاك براي همه در دسترس خواهد بود. به عنوان مثال اگر نگاهي به بلاكچين بيت كوين بيندازيد، خواهيد ديد كه به داده‌هاي معامله دسترسي داريد و مي‌توانيد اطلاعات زير را مشاهده كنيد:

• ارتفاع بلاك (Height) كه بر اساس تعداد كل بلاك‌‌ها محاسبه مي‌شود و نشان مي‌دهد كه اين چندمين بلاكي است كه روي زنجيره بلاك چين قرار مي‌گيرد.
• هش بلاك (Hash) كه يك رشته كد 64 رقمي كه شامل اعداد و حروف است و با صفر شروع مي‌‌شود.
• چه زماني طول كشيده است تا بلاك استخراج شود (Mined).
• توسط چه كسي استخراج شده است (Miner).
• اندازه بلاك چقدر است (Size).

انواع شبكه هاي بلاك چين

بلاكچين دسته بندي‌هاي مختلفي دارد كه عبارتند از: بلاك چين عمومي، خصوصي، كنسرسيومي و هيبريد. در ادامه به بررسي انواع بلاك چين و ويژگي‌هاي آن‌ها مي‌پردازيم.

 بلاكچين عمومي

در بلاكچين‌ عمومي مانند بيت كوين، همه افراد مي‌توانند عضو سيستم شوند و محدوديت دسترسي وجود ندارد. هر كسي مي‌تواند محتويات بلاك چين‌هاي عمومي مانند بلاك چين بيت كوين را مشاهده كند. همچنين، كاربران مي‌توانند كامپيوترهاي خود را به شبكه بلاك چين متصل كنند. با انجام اين كار، هر زمان كه يك بلاك جديد اضافه شود، كامپيوترها يك نسخه از بلاك چين را كه به طور خودكار بروزرساني مي‌شود، دريافت مي‌كنند.

 بلاكچين خصوصي

در بلاكچين‌ خصوصي مانند بلاك چين‌هاي شركتي، محدوديت دسترسي به اطلاعات (مانند دستمزد كارمندان) وجود دارد و براي ثبت نام و استفاده از اين سيستم، به تاييد نياز داريد.

بلاكچين كنسرسيومي

بلاكچين كنسرسيوم (Consortium Blockchain) نيمه غير‌متمركز است. اين بلاك چين‌‌ها زماني بسيار كاربردي هستند كه چند سازمان يا شركت، قصد شراكت و همكاري با يكديگر را دارند. آن‌‌ها مي‌توانند در اين بستر يك فضاي مشترك ايجاد كنند و به ‌راحتي اطلاعات را در امنيت كامل با يكديگر به اشتراك بگذارند.

بلاكچين هيبريد

بلاكچين هيبريد تركيبي از بلاك چين‌‌هاي عمومي و خصوصي است. از مزاياي هر دو نوع اين بلاكچين‌ها بهره برده و معايب را به حداقل رسانده است. در اين نسخه، اجازه‌ي عضويت با دستور مسئول كنترل كننده‌ي آن صادر مي‌شود و ميزان اجازه‌ي فعاليت در شبكه نيز با همين روش مشخص مي‌شود. ورود به اين شبكه براي عموم آزاد نيست.

هر كامپيوتر در شبكه Blockchain يك كپي از بلاك چين دارد. در مورد بيت كوين، ميليون‌ها نسخه از بلاك چين وجود دارد كه بين هزاران نفر پخش شده است. گسترش اطلاعات در يك شبكه از كامپيوترها باعث مي‌شود كه دستكاري اطلاعات دشوارتر شود.

با اين حال، با نگاهي به Blockchain بيت كوين متوجه مي‌شويد كه به اطلاعات كاربراني كه در حال انجام معاملات هستند، دسترسي نداريد. اطلاعات شخصي در مورد كاربران فقط به امضاي ديجيتال يا نام كاربري آنها محدود مي شود. 

آيا بلاكچين امن است؟

فناوري بلاك چين موضوعات مختلفي از جمله امنيت و اعتماد را پوشش مي‌دهد. بلاك‌هاي جديد هميشه بصورت خطي ذخيره و به انتهاي زنجيره Blockchain اضافه مي‌شوند. اين بدان معني است كه جديدترين بلاك هميشه در انتهاي زنجيره قرار دارد. بعد از اينكه يك بلاك به انتهاي بلاكچين اضافه شد، برگرداندن و تغيير محتواي بلاك بسيار دشوار است. به اين دليل كه هر بلاك حاوي هش مخصوص به خود و هش بلاك قبل از آن است. كدهاي هش توسط يك عملكرد رياضي (تابع هش) ايجاد مي‌شوند كه اطلاعات ديجيتال را به رشته‌اي از اعداد و حروف تبديل مي‌كند. اگر آن اطلاعات به هر طريقي ويرايش و دستكاري شود، كد هش نيز تغيير مي‌كند؛ اين مسئله براي امنيت شبكه مهم است.

براي مثال، فرض كنيد يك هكر سعي دارد معاملات شما را از سايت ديجي كالا ويرايش كند تا مجبور شويد دوبار هزينه خريد خود را بپردازيد. به محض اينكه مقدار تومان معامله شما توسط هكر تغيير كند، هش بلاك تغيير خواهد كرد. بلاك بعدي در زنجيره هنوز حاوي هش قديمي است و هكر براي پوشش تغييرات خود بايد بلاك قديمي را به روز رساني كند. با انجام اين كار، هش اين بلاك تغيير خواهد كرد.

بنابراين، به منظور تغيير يك بلاك واحد، يك هكر بايد هر بلاكي كه پس از آن روي Blockchain ايجاد شده است را تغيير دهد. محاسبه مجدد همه اين هش‌ها، انرژي محاسباتي بسيار زياد و غيرقابل تصوري را به همراه دارد و براي هكرها صرفه اقتصادي ندارد. بنابراين، پس از افزودن يك بلاك به بلاكچين، ويرايش آن بسيار مشكل خواهد بود و حذف آن غيرممكن است.

الگوريتم اجماع در بلاكچين

براي حل مسئله اعتماد، انواع شبكه‌هاي بلاك چين تست‌هايي را براي كامپيوترهايي كه مي‌خواهند به آنها بپيوندند و بلاك‌هاي جديدي به زنجيره اضافه كنند، در نظر گرفته است. اين آزمايشات كه الگوريتم اجماع (consensus models) ناميده مي‌شود، كاربران را مجبور مي‌كند قبل از شركت در يك شبكه Blockchain و اضافه كردن بلاك، خود را ثابت كنند. يكي از متداول‌ترين اين نمونه‌ها كه در شبكه بيت كوين به كار مي‌رود، گواه اثبات كار (proof of work) ناميده مي ‌شود.

در سيستم اثبات كار، كامپيوترها بايد ثابت كنند كه روي حل يك مسئله پيچيده رياضي، كار كرده‌اند. اگر كامپيوتري يكي از اين مسائل را حل كند، واجد شرايط اضافه شدن يك بلاك به بلاك چين مي‌شود. اما روند افزودن بلاك، آنچه جهان كريپتوكارنسي آن را ماينينگ (Minig) مي‌نامد آسان نيست.

در حقيقت، با توجه به سايت خبري BlockExplorer.com، شانس حل يكي از اين مسائل رياضي در شبكه بيت كوين در فوريه 2019، حدود 1 در 5.8 تريليون بود. براي حل اين مسائل پيچيده، بايد از دستگاه‌هايي استفاده شود كه قدرت محاسباتي بالايي دارند. اين دستگاه‌ها انرژي زيادي مصرف مي‌كنند و ماينرها بايد هزينه‌هاي زيادي را پرداخت كنند.

اثبات كار، حملات هكرها را غيرممكن نمي‌كند، اما باعث مي‌شود اين حملات تا حدودي بي فايده باشند. اگر يك هكر بخواهد حمله به Blockchain را هماهنگ كند، او بايد مسائل پيچيده رياضي را با شانس 1 در 5.8 تريليون درست مثل هر فرد ديگري در شبكه، حل كند. هزينه سازماندهي چنين حمله‌اي تقريباً و مطمئناً از مزاياي آن فراتر خواهد رفت.