بلاک چین چیست؟

سلام و ارادت دوستان به چارت نگار خوش اومدید  در این مقاله شما رو به صورت اصولی با مفاهیم و اصول اولیه بلاکچین آشنا خواهیم کرد. اگه به این دسته از آموزش ها علاقه داشتید و اگه از این آموزش خوشتون اومد ممنون میشم نظر خود رو اعلام کنید.

اگر بیت کوین و سایر رمز ارزها رو  را می شناسید احتمالا در این بین نام بلاک چین (Blockchain) به گوشتان خورده است. در چند سال اخیر افراد بی شماری در مورد تجربه های خود در خرید و فروش بیت‌کوین و قابلیت‌های رمزارزها صحبت می‌کنند. فناوری اصلی پشت رمزارزها ، بلاک چین است. بلاک چین اجازه می دهد کاربران بدون نیاز به اعتماد یا شناخت از سایرین با آن ها تبادل داشته باشند.

در ادامه داریم در خصوص بلاک چین و کاربردهای آن به زبان ساده اما اصولی توضیح دهیم.

تاریخچه

ایده پشت فناوری بلاکچین در سال 1991 زمانی مطرح شد که دو دانشمند تحقیقاتی استوارت هابر و دبلیو اسکات استورنتا یک راه حل محاسباتی عملی برای مهر و موم کردن اسناد دیجیتالی ارائه کردند که آن ها را غیر قابل کپی و دستکاری می کرد.این سیستم از زنجیره ای از بلوک های رمزنگاری شده  برای ذخیره اسناد مهر شده استفاده کرد .

در سال 2004 ، دانشمند کامپیوتر هال فینی سیستمی را روی یک سرور قابل اعتماد معرفی کرد. این سیستم با دریافت یک سند نشانه گذاری شده با امضای دیجیتال ایجاد می کرد که می توانست از فردی به فرد دیگر منتقل شود.

شبکه بیت کوین

در اواخر سال 2008 یک مقاله سیستم پرداخت  الکترونیکی غیر متمرکز همتا به همتا – به نام بیت کوین –  توسط شخصی با نام مستعار ساتوشی ناکاموتو منتشر شد.

ساخته شدن بلاک ها در این شبکه براساس الگوریتمی  بود که بجای اثبات عملیات توسط یک واحد سخت افزاری مستقل ، از یک شبکه گسترده برای تایید امضاها استفاده کرد.

2009 : اولین تراکنش بیت‌کوین در تاریخ ۱۲ژانویه انجام شد؛ زمانی که ناکاموتو برای هال فینی، برنامه‌نویس کامپیوتر ۱۰بیت‌کوین ارسال کرد.

سال ۲۰۱۰:

در تاریخ ۲۲ مه ۲۰۱۰ ، لازلو هانیچ ، برنامه نویس ایالات متحده و طرفدار بیتکوین ، سعی کرد با استفاده از بیت کوین مبادله کالا انجام دهد. وی در تالار بیتکوین برای دو پیتزا به ارزش ۲۵ دلار با یک داوطلب بریتانیایی معامله کرد و ۱۰،۰۰۰ بیتکوین دریافت کرد. این اولین باری بود که بیتکوین برای خرید کالا بکار میرفت .به مناسبت گرامیداشت این معامله ، ۲۲ مه به ‘روز پیتزا بیت کوین’ تبدیل شد

سال ۲۰۱۱:

و در اوایل فوریه 2011، ارزش یک بیت کوین برابر با دلار آمریکا بود.. سپس در اکتبر 2011، لایت کوین منتشر شد که یکی از اولین اسپین آف های بیت کوین بود.

سال ۲۰۱۲:

در سال 2012، تمایل به ارزهای دیجیتال بین مردم به خوبی تثبیت شد. قیمت بیت کوین در اکثر ایام سال با نوسانات زیاد و بالا و پایین در حدود 5 دلار بود. در اوایل همان سال، ویتالیک بوتیرین مجله بیت کوین را راه اندازی کردند. بنیاد بیت کوین نیز برای ترویج بیت کوین و بهبود درک عمومی تأسیس شد.

در همان سال، Coinbase تبدیل به یکی از صرافی های برتر بیت کوین شد. این منجر به توسعه پروتکل تراکنش ریپل برای تراکنش های ارزی شد.

سال ۲۰۱۳:

وایت پیپر اتریوم در اواخر سال ۲۰۱۳ با هدف ساخت برنامه‌های غیرمتمرکز توسط یک برنامه‌نویس و یکی از بنیان‌گذاران مجله بیت کوین به نام Vitalik Buterin منتشر شد. بوتیرین معتقد بود علاوه بر امور مالی و پول، می‌توان از فناوری بلاک چین برای طراحی و اجرای برنامه‌های کاربردی دیگر نیز استفاده کرد.  در همین حال، اولین دستگاه خودپرداز بیت‌کوین در کانادا راه‌اندازی شد.

سال ۲۰۱۴:

درنهایت اتریوم توسط بنیان‌گذاران یعنی  ویتالیک بوتیرین، Charles Hoskinsonچارلز هاسکینسون، Mihai Alisie و Amir Chetrit توسعه یافته و سپس در کنفرانس آمریکای شمالی بیت کوین که در سال ۲۰۱۴ در میامی آمریکا برگزار شده بود، به عموم مردم معرفی شد.

درهمان سال در ایالات متحده، مایکروسافت به مشتریان خود اجازه خرید بازی با ارزهای دیجیتال را داد.

سال ۲۰۱۵:

اتریوم، دومین رمزارز بزرگ از نظر ارزش بازار در صنعت کریپتو ظهور کرد.

سال ۲۰۱۶:

در آرژانتین، اوبر (Uber) آغاز به پذیرش بیت‌کوین به عنوان وجه پرداختی کرد. از طرفی، راه‌آهن ملی سوییس نیز پذیرش این رمزارز را شروع کرد.

“قراردادهای هوشمند”، مجموعه‌ای از کد و داده‌های ذخیره شده در بلاکچین اتریوم، توسعه یافتند.

سال ۲۰۱۷:

ژاپن بیت‌کوین را به رسمیت شناخت، در حالی که بانک Skandiabanken نروژ حساب‌های بیت‌کوین را ادغام کرد و این رمزارز را به عنوان یک دارایی سرمایه‌گذاری به رسمیت شناخت.

سال ۲۰۱۸:

دولت اروپا روی قانون‌گذاری برای ارزهای دیجیتال کار کرد.

سال ۲۰۲۱:

السالوادور به اولین کشوری تبدیل شد که بیت‌کوین را به عنوان ارز قانونی در کنار دلار آمریکا می‌پذیرد.

هدف بلاکچین چیست؟

فناوری بلاکچین سیستم ثبت و گزارش اطلاعات است . اطلاعات ذخیره شده روی این سیستم میان همه اعضای شبکه به اشتراک گذاشته می شود. و با استفاده از رمز نگاری و توزیع داده ها امکان هک حذف دستکاری اطلاعات ثبت شده تقریباً از بین میرود.

در سیستمهای متمرکز مثل بانک ها اطلاعات در یک سرور یا دفتر کل ثبت و نگهداری می شود هر اتفاقی که در سرور بانک بیفتد امکان دارد اطلاعات شما و مورد تغییر قرار بگیرد. به زبان ساده آن فردی که پشت سیستم بانک نشسته با یک دکمه امکان دستکاری و یا حذف اطلاعات را دارد. در سیستمهای متمرکز همیشه شخص ثالث مثل بانک یا واسطه برای نگهداری انتقال و ویرایش اطلاعات وجود دارد.

سیستم بلاک چین برخلاف سیستمهای متمرکز اعتقاد دارد به اینکه ما برای نگهداری تمامی اطلاعات در یک و یا چند سرور از مردم بخواهیم  که دستگاه تهیه کنند و اطلاعات به صورت توزیع شده بین تمامی اعضای شبکه دخیره گردد. اینجا بود که دستگاه های ماینر به وجود آمدند و تمامی دستگاه های ماینر نقش همان سرور مرکزی را بر عهده دارند. به همین دلیل به سیستم های بلاک چین سیستم های همتا به همتا گفته می شود چونکه در این سیستم ها واسطه حذف شده است.

واژه بلاک چین (Blockchain) ترکیبی از دو کلمه Block (بلوک) و Chain زنجیره) است. این فناوری در حقیقت زنجیره‌ای از بلوک‌هاست.اطلاعات در بلاک‌ها ثبت می‌شوند و بلاک‌ها با هم به صورت زنجیره‌ای مرتبط می‌شوند. این زنجیره، بلاک چین را تشکیل می‌دهد.

ویژگی های بلاک چین چیست؟

1-همتا به همتا

ما برای انجام یک تراکنش مالی از یک واسطه نظیر بانک استفاده می‌کنیم. اما بلاک چین این امکان را به خریداران و فروشندگان (ارسال‌کنندگان و دریافت‌کنندگان پول مجازی) می‌دهد که به صورت مستقیم با هم در ارتباط باشند و نیاز به یک شخص ثالث به عنوان واسطه از بین برود. این شکل از تراکنش را «همتا به همتا» می‌نامند.

2-شفافیت بالا

بر خلاف سیستم‌های بانکی که دارای یک موقعیت مشخص و در اصطلاح متمرکز عمل می‌کنند، مرکزداده‌ای که بلاک چین‌ها در آن قرار دارند کاملا غیرمتمرکز بوده و در سراسر جهان پخش هستند. محل نگهداری بلاک چین‌ها را در اصطلاح «دفتر کل توزیع شده» می‌نامند.

این دفتر کل برای همه اعضای شبکه و با جزئیات در دسترس است و حتی حساب، کتاب‌ها برای همه به‌صورت شفاف وجود دارد. داده‌های بلاک چین در یک کامپیوتر یا سرور خاص ذخیره نمی‌شوند. این شبکه در واقع زنجیره‌ای از رایانه‌هایی است و هر کامپیوتر یا سیستمی که به شبکه وصل شود، یک نسخه از اطلاعات را دریافت می‌کند. به هر کامپیوتری که به شبکه متصل می‌شود و یک کپی از بلاک چین را دریافت می‌کند، نود (Node) می‌گویند.

3-تغییرناپذیری

من در یک جمع ۱۰۰ نفری، برگه‌ای حاوی اطلاعات را بالا می‌گیرم و همه با تلفن همراه‌شان از آن برگه عکس می‌گیرند. حالا اگر من آن اطلاعات را نابود کنم، یا تغییری در آن بدهم، دیگر برای آن جمع قابل پذیرش نیست، چون آن‌ها یک کپی از نسخه اصلی را دارند، مگر اینکه موبایل همه را بگیرم و آن را حذف کنم.

وقتی به عنوان نود به یک بلاک چین متصل می‌شوید، یک نسخه از کل داده‌های آن را دریافت می‌کنید. هیچ تغییری در اطلاعت امکان پذیر نیست، مگر اینکه اکثریت با آن موافق باشند.

یکی از مهمترین نقاط قوت شبکه‌های بلاک چین این است که از مقاومت بالایی در برابر سانسور یا حذف شبکه به وسیله افراد یا سازمان‌ها برخوردارند. در سیستم‌های متمرکز برای انجام خراب‌کاری تنها کافی است سرور شبکه مورد حمله قرار گیرد. اما در شبکه همتا به همتای بلاک چین، هر گره به عنوان یک سرور عمل می‌کند. لذا حذف آن راحت نیست.

بلاک چینی مانند بلاک چین بیت‌کوین بیش از 10 هزار گره قابل مشاهده در جهان دارد. برای یک عامل مخرب با منابع مالی قوی هم از کار انداختن این شبکه تقریبا غیرممکن است. این درحالی است که تعداد زیادی گره پنهان نیز در شبکه وجود دارد که قابل مشاهده نیستند. بنابراین، با در نظر گرفتن آن‌ها، امکان حمله به این شبکه و از بین بردن آن تقریبا صفر است.

4-امنیت بالا

بلوک های جدید همیشه به شکل خطی و به ترتیب زمانی اضافه می شوند. بنابراین بلوک های جدید همیشه به پایان بلاک چین اضافه می شوند.

پس از اضافه شدن یک بلوک به انتهای بلاک چین دیگر کار تمام است و برگرداندن و دستکاری بلوک برای تغییر محتوای آن بسیار دشوار خواهد بود. زیرا هر بلوک با هش اختصاصی به خود، و همچنین هش مربوط به بلوک قبل از آن علامت گذاری شده است.

کدهای هش از طریق یک عملکرد ریاضی ایجاد می شوند که اطلاعات دیجیتال را به رشته ای از اعداد و حروف تبدیل می کند. در صورتی که این اطلاعات به هر طریق دستکاری و ویرایش شود، کد هَش نیز تغییر خواهد کرد. فرض کنیم یک هکر سعی کند اطلاعات تراکنش شما را دستکاری کند تا مجبور شوید بهای خرید خود را دوباره بپردازید.

همین که اطلاعات معامله شما ویرایش شود هَش بلوک تغییر می کند؛ بلوک بعدی در زنجیره هنوز حاوی هَش قدیمی است و  قاعدتاً هکر باید آن را هم به روزرسانی کند؛ و سپس بلوک بعدی تا آخر به این ترتیب است، محاسبه مجدد همه این هَش ها به قدرت محاسباتی عظیم و غیرقابل تصوری نیاز دارد. به عبارت دیگر، پس از اضافه شدن یک بلوک به بلاک چین، ویرایش آن بسیار دشوار و حذف آن غیرممکن خواهد بود.

بلاک چین چگونه کار می کند؟

بیایید برای درک بهتر کارکرد بلاک چین به تراکنش های بیت کوین بپردازیم. بلاک چین تمامی اطلاعات و جزییات تک تک تراکنش‌های صورت گرفته با این ارز دیجیتال را در خود ذخیره می‌کند و اگر یک کاربر بخواهد یک بیت کوین را بیش از دو بار معامله (یعنی کلاهبرداری کند) مانع آن می شود.

هر بلوک زمانی که داده های جدید را ذخیره می کند به بلاک چین اضافه می شود. و این گونه با زنجیره ای از چندین بلوک که بهم وصل شده اند عنوان کلی بلاکچین پدید می آید برای اینکه یک بلوک به بلاک چین اضافه شود، باید چهار اتفاق رخ دهد:

۱) یک معامله باید انجام شود.

۲) پس از خرید، معامله شما باید تأیید شود. این کار را  شبکه رایانه ها که بیش از هزاران رایانه هستند و در سراسر جهان گسترده اند انجام می دهند. این شبکه از طریق رایانه بررسی می کند که معامله مطابق سفارش شما انجام شده باشد.

۳) جای ذخیره هر معامله باید در دل یک بلوک باشد. پس از تأیید درستی معامله شما، اطلاعات در یک بلوک اختصاصی ثبت می شود. در آنجا، اطلاعات معامله شما در کنار بی شمار تراکنش مشابه قرار می گیرد.

۴) به هر بلوک باید هَش (کد) داده شود: پس از تأیید همه معاملات یک بلوک، باید به آن بلوک یک کد شناسایی منحصر به فرد /*************به نام هَش داده شود. پس از گرفتن هَش اختصاصی، آن بلوک به بلاک چین اضافه می شود.

معایب تکنولوژی بلاک چین

بلاک چین‌ها برای دستیابی به مزایای گفته شده، برخی از مزایای سیستم‌های قبلی را از دست داده‌اند. یکی از مهم‌ترین مسائلی که اکثر بلاک چین‌ها با آن روبه‌رو هستند، مساله مقیاس‌پذیری است. از آن‌جایی که همه گره‌ها در شبکه باید همگام باشند، اطلاعات نمی‌توانند خیلی سریع به بلاک چین اضافه شوند. بنابراین در این سیستم‌ها به منظور حفط ویژگی غیرمتمرکز بودن شبکه، از قابلیت مقیاس‌پذیری آن صرف نظر شده است.

این مشکل در زمان‌های اوج استفاده از شبکه، بیشتر برای کاربران قابل لمس است. بلوک‌ها در بلاک چین‌ها نمی‌توانند اطلاعات زیادی را در خود نگه‌دارند و فورا به زنجیره اضافه نمی‌شوند. برای مثال در بیت‌کوین زمان ساخت هر بلوک به طور متوسط ده دقیقه است. بنابراین اگر تعداد تراکنش‌ها بیش از حد مجاز هر بلوک باشد، بقیه تراکنش‌ها باید منتظر بلوک بعدی باشند. حجم هر بلوک بیت‌کوین در حدود 1 مگابایت ذکر می‌شود.​

مبانی بلاک چین و معماری آن