بلاک چین چیست؟ توضیح مفهوم بلاک چین به زبان ساده با مثال و تصویر

آیا بدون دانستن اینکه بلاک چین چیست نمی‌توان در بازار ارزهای دیجیتال خرید و فروش کرد و وارد شد؟

– معلوم است که می‌شود!

پس چرا دنبال این باشیم که بدانیم بلاک چین چیست؟

– چون اگر بدانیم، می‌توانیم تحلیل بهتری از وقایع، اخبار و رویدادهای دنیای کریپتو کارنسی داشته باشیم. می‌توانیم خودمان تحلیل کنیم، پروژه‌های مختلف را بشناسیم، روند تغییرات و پیشرفتشان را بسنجیم و ببینیم آیا برای سرمایه‌گذاری مناسب‌اند یا نه. درک مفهوم کلی بلاک چین برای شناخت بهتر دنیای غیرمتمرکز و ارزهای دیجیتال و درک مفهوم NFT ضروری است.

NFT چیست؟ درباره این ارزهای شگفت‌انگیز بیشتر بدانید.

بلاک چین چیست به زبان ساده (واقعا ساده!)

بلاک چین ترکیب دو واژه بلاک (Block) به معنی بلوک یا قطعه و چِین (Chain) به معنی زنجیره است. از نظر لغوی، بلاک چِین معنی زنجیره بلوکی می‌دهد ولی معنی واقعی و مفهوم بلاک چین چیست؟

بلاک چین یک سیستم ثبت اطلاعات است. مانند یک دفتر کل توزیع شده بین همه. دفتر کلی که عملکردی مانند دفترهای حسابداری دارد با این تفاوت که متمرکز نیست، قابل تغییر نیست و همه می‌توانند به اطلاعات بده بستان‌های ثبت شده در آن دفتر حسابداری دسترسی داشته باشند.

یک مثال دیگر برای بلاک چین، سازمان ثبت احوال است که اطلاعات مردم را جمع‌آوری و ثبت می‌کند و به نوعی، پایگاهی از داده‌ها درباره افراد به شمار می‌رود. بلاک چین هم به همین صورت، فناوری‌ای است که می‌توان اطلاعات و داده‌ها را از طریق آن ثبت کرد. نکته مهم در بلاک چین این است که بر خلاف سیستم‌‌های ثبت اطلاعات دیگر، کسی یا قدرتی نیست که بتواند داده‌ها را دستکاری کند، تغییر دهد، پنهان کند یا درباره آن‌ها تصمیم بگیرد. آیا همه مردم دنیا به اطلاعات ثبت احوال دسترسی دارند؟!

فلسفه استفاده از انواع بلاک چین در ارزهای دیجیتال، غیرمتمرکز کردن و قدرت‌زدایی کردن بود. اینکه همه‌چیز شفاف و در معرض دید «همه» باشد، نه فقط دارندگان قدرت. بنابراین تراکنش‌ها و کدها برای همه قابل مشاهده است و اطلاعات بلاک‌ها را در بلاک چین‌های عمومی، همه می‌توانند ببینند.

ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین روی بلاک چین توسعه یافته‌اند و اطلاعات و تراکنش‌های آن‌ها روی بلاک‌ها ثبت، رمزنگاری و منتشر می‌شود. توسعه دهندگان می‌توانند ارزهای دیجیتال را با استفاده از این فناوری ایجاد کنند و پروژه‌های مختلف و پلتفرم‌هایی با کاربردهای متنوع توسعه دهند. بازی‌های مبتنی بر بلاک چین یکی دیگر از کاربردهای این فناوری است و اخیرا بسیار پرکاربرد و پرطرفدار شده است.

 بلاک‌ها دقیقا چه هستند؟

یک بلاک، فضایی است که می‌تواند حجم مشخصی از اطلاعات را در خود ذخیره کند. با به هم پیوستن این بلاک‌ها، یک زنجیره از بلاک‌ها به دست می‌آید که حاوی داده‌های به هم پیوسته است. این پیوستگی با هش‌ها (Hash) ایجاد می‌شوند. هش‌ها همان کدهای رمز نگاری هستند که بر اساس اطلاعات یک بلاک ساخته می‌شوند.

هش‌ها مجموعه‌ای از اعداد و حروف هستند که اطلاعات کل یک بلاک در آن‌ها وجود دارد. وقتی یک بلاک نوشته شد و اطلاعات آن تکمیل شد، یک هش به آن تعلق می‌گیرد و این هش در بلاک بعدی قرار خواهد گرفت تا مشخص شود که این بلاک جدید، در ادامه بلاک قبلی است. همین‌طور تولید این هش‌ها ادامه می‌یابد و هش بلاک قبلی در بلاک بعدی قرار می‌گیرد و با دنبال کردن هش‌ها می‌توان به اولین بلاک تولید شده رسید. مثلا این هش اولین بلاک بیت کوین است که به بلاک جنسیس (Genesis Block) شهرت دارد:

000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f

هر چیزی را می‌توان به هش (Hash) تبدیل کرد و رمز نگاری کرد. با الگوریتم هشینگ می‌توان داده‌های زیاد را به چند حرف و عدد تقلیل داد و به این روش، اطلاعات یک بلاک را به یک عبارت چند بیتی تبدیل کرد. درباره الگوی رمزنگاری خم بیضوی بیت کوین در این مقاله نکات مهمی را گفته‌ایم. حتما آن را بخوانید و برگردید!

تاریخچه بلاک چین و گره خوردن آن با بیت کوین

سابقه بلاک چین به عنوان یک روش ثبت اطلاعات به قبل از ظهور بیت کوین برمی‌گردد. ایده اولیه بلاک چین را یک رمز نگار (Cryptographer) آمریکایی به نام دیوید چام (David Chaum) در سال ۱۹۸۲ در پایان نامه خود مطرح کرد. او برنامه‌ای برای عرضه پول نقد الکترونیکی توسعه داده بود و در سال ۱۹۹۵ شرکت دیجی کش را بر همین مبنا بنا کرد و اولین ارز دیجیتال یعنی ای کش (ecash) را ایجاد کرد. اما این پول دیجیتال، غیرمتمرکز نبود.

چام از دانشگاه برکلی آمریکا مدرک دکتری علوم کامپیوتر دارد و از پیشگامان حوزه رمزنگاری، فناوری حفظ حریم خصوصی، سیستم‌های رای‌گیری و… به حساب می‌آید. او هم اکنون ۶۵ ساله است و دو پروژه Elixxir و Praxxis را مدیریت می‌کند.

ولی کمتر کسی دیوید چام را می‌شناسد چون نام بلاک چین و ارزهای دیجیتال با بیت کوین پیوند خورده است. اولین بار، خالق بیت کوین (ساتوشی ناکوموتوی ناشناس) از بلاک چین برای ثبت اطلاعات تراکنش‌های بیت کوین استفاده کرد. جرقه بیت کوین به عنوان یک ارز دیجیتال غیرمتمرکز در سال ۲۰۰۸ زده شد و در سال ۲۰۰۹ رسما عرضه شد.

درباره خالق عجیب و غریب بیت کوین در این مقاله اطلاعات جالبی نوشته‌ایم: ساتوشی ناکاموتو کیست؟ آیا هویت او لو رفته است؟!

تراکنش‌های بیت کوین روی بلاک‌ها ثبت می‌شد. به این صورت که فرد الف به فرد ب به مقدار X بیت کوین ارسال کرد. به همین ترتیب یک بلاک ایجاد شد. در ابتدا روی هر بلاک ۳۶ مگابایت اطلاعات جای می‌گرفت، تایید می‌شد، هش آن در بلاک بعدی قرار می‌گرفت و بلاک جدید شروع می‌شد. حجم بلاک‌های بیت کوین تا الان تغییراتی داشته و هم‌اکنون ۱ مگا بایت است.

بیت کوین را می‌توان نسل اول بلاک چین نامید و اتریوم را نسل دوم. به اتریوم هم خواهیم رسید ولی قبل از آن لازم است با ساز و کار بلاک چین آشنا شده باشیم.

بلاک چین چگونه کار می‌کند؟

گفتیم که بلاک‌ها از اطلاعات پر می‌شوند و با قرار گرفتن هش هر بلاک در بلاک بعدی، این ترتیب و پیوستگی حفظ می‌شود. چه کسانی این بلاک‌ها را می‌نویسند و پردازش می‌کنند؟ امنیت داده‌ها چطور تامین می‌شود؟ درباره مفهوم و عملکرد هاردفورک و سافت فورک هم می‌توانید از لینک، اطلاعات خوبی به دست بیاورید.

ماینرها کسانی هستند که ثبت می‌کنند فرد الف به فرد ب چقدر بیت کوین یا هر ازر دیجیتال دیگر داده و تایید می‌کنند که این تراکنش صحیح است. تعداد زیاد ماینرها باعث افزایش امنیت یک شبکه می‌شود چون امکان تقلب در ثبت تراکنش‌ها کاهش می‌یابد. بله! تقلب و هک، چیزی است که در بلاک چین ممکن است اتفاق بیفتد و ماینرها می‌توانند جلوی آن را بگیرند. به دلیل نقش مهم ماینرها در امنیت شبکه‌های بلاک چین، به آن‌ها پاداش داده می‌شود.

تمام یا بخشی از اطلاعات هر شبکه روی نودها قرار می‌گیرد. نود (Node) یا گره، کامپیوترهایی هستند که این اطلاعات را نگهداری می‌کنند. هر کامپیوتر می‌تواند یک نود باشد و هرچه تعداد نودها زیادتر باشد، امنیت شبکه هم بیشتر است.

فرض کنید یک کتاب خطی دست نویس وجود دارد. اگر فقط یکی دو نسخه از روی این کتاب وجود داشته باشد، امکان تحریف یا تغییر اطلاعات آن زیاد است و کسی نمی‌تواند متوجه شود که کدام کتاب، صحیح است ولی اگر این کتاب در ۱۰ هزار نسخه چاپ شده و در سرتاسر دنیا منتشر شده باشد، در صورتی که تغییری در یکی از نسخه‌های آن به‌وجود بیاید، دارندگان سایر نسخه‌ها می‌توانند شهادت دهند که این، با دیگر نسخه‌ها فرق می‌کند پس اعتبار آن نسخه زیر سوال می‌رود.

نودها هم همین کار را انجام می‌دهند. وقتی تمام اطلاعات روی بلاک‌های یک شبکه روی نودهای پرشمار قرار بگیرد، امکان تغییر اطلاعات روی بلاک ضعیف خواهد شد و بقیه دارندگان شهادت می‌دهند که این داده، نادرست است. هر کسی می‌تواند با دانلود اطلاعات هر شبکه به یک نود تبدیل شود مثلا برای اینکه یک نود در شبکه بیت کوین باشید می‌توانید اطلاعات تمام تراکنش‌های بیت کوین را از ابتدا تا کنون از سایت https://bitcoin.org/en/bitcoin-core/ دانلود کنید. با این کار و با نصب نرم‌افزارهایی، به سایر نودها می‌پیوندید و از آن به بعد، شاهد تراکنش‌های شبکه بیت کوین خواهید بود. نود شدن در شبکه‌های مختلف، راه‌های متفاوتی دارد. خود نودها هم متفاوت‌اند به چند دسته تقسیم می‌شوند.

انواع نود (Node) در شبکه بلاک چین

ماینینگ نود (Mining Node): ماینینگ نودها همان تولید کنندگان بلاک در شبکه هستند و اطلاعات جدید را در شبکه پخش می‌کنند.

فول نود (Full Node): فول نودها یا نودهای کامل تمام اطلاعات شبکه و تاریخچه آن را را از ابتدای پیدایش شبکه ذخیره می‌کنند و می‌توانند برای شبکه تصمیم بگیرند. آن‌ها بین نودهای مختلف هماهنگی ایجاد می‌کنند و وظیفه تایید تراکنش‌ها را بر عهده دارند.

لایت نود (Light Node): نودهای سبک تنها بخشی از اطلاعات شبکه را در خود دارند. کیف پول‌های ارز دیجیتال نمونه‌ای از لایت نود هستند.

ماینرها چطور امنیت بلاک چین را تامین می‌کنند؟

هر کسی می‌تواند یک ماینر (Miner) باشد. شبکه‌های مختلف، روش‌های مختلفی برای تولید بلاک‌ها به کار می‌برند. این تولید، ماینینگ (Mining) نام دارد. مثلا برای تولید بلاک‌های بیت کوین، ماینرها باید معادلات پیچیده ریاضی را حل کنند. این معادلات برای این طراحی شده‌اند که هزینه ایجاد بلاک را بالا ببرند و هرکسی نتواند بلاک تقلبی یا دستکاری شده با اطلاعات ساختگی ایجاد کند. در عوض، شبکه بابت حل این معادلات پیچیده و تولید بلاک صحیح، به ماینرها بیت کوین پاداش می‌دهد. شبکه‌های مختلف از روش‌های مختلف برای ماینینگ استفاده می‌کنند مثلا شبکه تزوس از روش اثبات سهام (PoS) و شبکه سولانا از روش اثبات سهام نمایندگی شده (DPoS) استفاده می‌کند.

ممکن است هکرها سعی کنند به شبکه نفوذ کنند و تراکنشی غیرواقعی وارد بلاک کنند. برای این کار باید توان پردازشی بیش از ۵۰ درصد ماینرها داشته باشد تا بتواند بلاک‌ها را تغییر دهد. اینجاست که اگر تعداد ماینرها و نودهای شبکه کم باشد، ممکن است حمله ۵۱ درصد رخ دهد.

این اتفاق، برای شبکه‌هایی می‌افتد که از روش اثبات کار برای ماینینگ استفاده می‌کنند. به همین دلیل بسیاری از شبکه‌ها به روش اثبات سهام روی آورده‌اند که هم کم‌هزینه است، هم دوستدار محیط زیست. البته در روش اثبات سهام هم احتمال حمله ۵۱ درصد وجود دارد و آن، وقتی است که یک نفر بیش از ۵۰ درصد توکن‌های آن شبکه را در اختیار داشته باشد. در روش اثبات سهام دیگر معادله‌ای برای حل کردن نیست و ماینرها در واقع، درستی تراکنش‌ها را بررسی می‌کنند و از کارمزد تراکنش‌ها پاداش می‌گیرند.

انواع بلاک چین چیست و چه کاربردی دارد؟

شبکه‌های بلاک چین زیادی وجود دارند مثل شبکه زی کش، بیت کوین کش، لایت کوین، دش، اسمارت چین و… . ولی به طور کلی بلاک چین‌ها به چهار دسته تقسیم می‌شوند و هر کدام کاربرد ویژه خود را دارند:

بلاک چین عمومی (Public blockchain)

بلاک چین عمومی همان چیزی است که تا کنون درباره آن صحبت کرده‌ایم. ارزهای دیجیتال روی این نوع از بلاک چین قرار دارند چون هدف آن‌ها غیرمتمرکز بودن است. اطلاعات شبکه در این نوع بلاک چین در سراسر نودهای جهان پخش می‌شود و هیچ کس قدرت تغییر یا حذف داده‌ها را ندارد. همه به کدهای شبکه دسترسی دارند چون این شبکه، منبع باز است.

بلاک چین خصوصی (private blockchain)

این نوع شبکه، از فناوری بلاک چین استفاده می‌کند ولی داده‌ها در انحصار یک فرد، گروه یا شرکت است. هرکسی نمی‌تواند به شبکه بپیوندد یا بلاک ایجاد کند و برای پیوستن به شبکه باید مجوز داشته باشد. اگر بلاک چین عمومی را اینترنت در نظر بگیریم، بلاک چین خصوصی مانند اینترانت است.

بلاک چین ترکیبی (Hybrid blockchain)

می‌توان مزیت‌های دو بلاک چین عمومی و خصوصی را ترکیب کرد و یک بلاک چین هیبریدی داشت. در این شبکه می‌توان تعیین کرد که فقط افراد خاصی بتوانند به برخی داده‌های محرمانه دسترسی داشته باشند.

بلاک چین ائتلافی (Consortium blockchain)

این بلاک چین که به بلاک چین فدرال هم معروف است تقریبا مشابه بلاک چین خصوصی است با این تفاوت که به جای یک قدرت یا سازمان، چند سازمان می‌توانند بر آن نظارت کنند. با این کار، خطرات حاکم بودن تنها یک نهاد، از بین می‌رود.

بلاک چین اتریوم و تفاوت آن با بلاک چین بیت کوین

حالا که معنی و مفهوم بلاک چین را درک کردیم می‌توانیم پای بلاک چین اتریوم را وسط بکشیم و ببینیم چه اتفاقی برای نسل دوم بلاک چین افتاد.

در بلاک‌های بیت کوین فقط دریافت و پرداخت‌های بیت کوین ثبت می‌شد. به این صورت:

شقایق به مهران ۱ بیت کوین ارسال کرد.

مهران به حامد ۰.۵ بیت کوین داد.

اتریوم این روش را تغییر داد. ویتالیک بوترین، خالق شبکه اتریوم، چیزی به این معادله اضافه کرد. چیزی که یک تراکنش ساده را به «قرارداد هوشمند» تبدیل کرد و پایه گذار برنامه‌های غیرمتمرکز یا DApp شد.

او گفت می‌توان شروطی را برای انجام یک تراکنش در نظر گرفت. مثلا یک تراکنش انجام نشود مگر اینکه شرطی قبل از آن اجرا شده باشد. به این صورت:

شقایق به مهران ۱ بیت کوین می‌دهد اگر مهران فایل موزیک y را برای او بفرستد.

تفاوت قرارداد هوشمند با یک خرید و فروش یا قرارداد معمولی در این است که اجرا شدن قرارداد هوشمند ردخور ندارد. ممکن است در یک قرارداد عادی، یکی از طرفین به قرارداد وفادار نباشد و موجب زیان دیگری شود ولی در قرارداد هوشمند حتما مفاد قرارداد اجرا خواهند شد چون کسی قدرت کنترل بلاک چین را ندارد و حتی کد نوشته شده از سوی خود نویسنده کد نیز قابل تغییر نیست!

پس در شبکه اتریوم این اتفاق افتاد و اکنون بسیاری از شبکه‌ها روی بلاک چین اتریوم و با استفاده از قراردادهای هوشمند توسعه پیدا کرده‌اند. اتریوم این امکان را برای توسعه دهندگان ایجاد کرد که پروژه‌های خود را اجرا کنند و توکن‌های زیادی بر بستر بلاک چین اتریوم عرضه کنند.

در مقاله اتریوم چیست بیشتر درباره این شبکه شگفت‌انگیز بخوانید.

فورک بلاک چین چیست و به چه معنی است؟

بلاک چین‌ها هم مشکلات خاص خودشان را دارند! وقتی ماینرهای یک شبکه در مورد روند شبکه و عملکرد پیاده‌سازی بلاک‌ها توافق نداشته باشند یا بخواهند متد دیگری را در پیش بگیرند یک شکاف رخ می‌دهد و فورک یا شاخه‌ای از زنجیره اصلی جدا می‌شود. یعنی برخی از اعضا و نودها، از شبکه اصلی انشعاب می‌گیرند و راه خود را می‌روند. به این اتفاق، فورک می‌گویند. فورک به معنی چنگال، شاخه یا انشعاب است. وقتی یک قانون جدید به صورت یک کد به شبکه اضافه شود، این فورک اتفاق می‌افتد. برخی نودها در ادامه قانون قبلی پیش می‌روند و برخی نودها از قانون جدید پیروی می‌کنند.

فورک شدن به این شکل است که در امتداد زنجیره اصلی بلاک‌ها، یک بلاک منشعب می‌شود و ماینرها و اعضای شبکه تصمیم می‌گیرند که سر این دوراهی، به کدام سمت بروند و بلاک‌های جدید را در امتداد کدام شاخه ادامه دهند.

فورک شدن یک زنجیره دو نوع دارد: هارد فورک و سافت فورک.

هارد فورک: هارد فورک به شاخه‌ای می‌گویند که از زنجیره اصلی منشعب می‌شود و ماینرها دیگر تراکنش‌های شاخه اصلی را معتبر نمی‌دانند. مانند اتفاقی که برای اتریوم افتاد و شاخه قبلی با نام اتریوم کلاسیک به راه خود ادامه داد و اتریوم فعلی با قوانین جدید از آن منشعب شد.

توضیح کامل تفاوت اتریوم کلاسیک و اتریوم در مقاله: اتریوم کلاسیک چیست

سافت فورک: سافت فورک برای بلاک چین مانند یک آپگرید است. در سافت فورک، بلاک چین ارتقا می‌یابد و قابلیت‌های جدید به آن افزوده می‌شود و بلاک‌های قدیمی همچنان معتبر هستند. مانند سافت فورک‌هایی که بیت کوین تا کنون داشته و آپگرید تپروت (Taproot) که به‌زودی قرار است انجام شود، یکی از آن‌هاست.

Taproot چه تغییری ایجاد می‌کند؟

توضیح یک اشتباه رایج درباره بلاک چین!

گاهی ممکن است فناوری بلاک چین با شرکت خدمات مالی ارزهای رمزنگاری شده ‌‌Blockchain.com اشتباه گرفته شود. این شرکت به عنوان اولین اکسپلورر بلاک چین بیت کوین در سال ۲۰۱۱ شروع به کار کرد و بعدا یک کیف پول ارز دیجیتال ایجاد کرد که ۲۸ درصد از تراکنش‌های بیت کوین را بین سال‌های ۲۰۱۲ تا ۲۰۲۰ تشکیل می‌داد. این شرکت یک صرافی ارز دیجیتال را هم اداره می‌کند.

کیف پول بلاک چین دات کام (Blockchain.com) کیف پول ارز دیجیتالی است که از سوی این شرکت معرفی شده و روی سیستم عامل‌های اندروید و ios قابل نصب است و نباید با فناوری بلاک چین اشتباه گرفته شود!

کوتاه درباره بلاک چین

فناوری بلاک چین ایجاد شد تا بستری باشد برای راه‌اندازی دنیای مالی غیرمتمرکز، شفاف و بدون دخالت قدرت‌ها. بلاک چین کاربردهای زیادی در صنعت، پزشکی، امور مالی و… دارد ولی یکی از مهم‌ترین کاربردهای آن، ایجاد بستری برای توسعه و عرضه ارزهای دیجیتال است. فناوری بلاک چین روز به روز پیشرفت می‌کند و جای خود را در زندگی روزمره ما باز می‌کند. نسل‌ سوم بلاک چین پدیدار شده و نسل‌های بعدی در راه‌اند. بیشتر درباره آن‌ها خواهیم گفت.

اطلاعات خود را درباره بلاک چین با دیگران به اشتراک بگذارید و پرسش‌های خود را مطرح کنید.