فناوری بلاک چین چیست و چه کاربردی در آینده دارد؟

بلاک چین چیست ؟ مشکلی که اکثر توضیحاتی که درباره بلاک چین (BlockChain) گفته می‌شود این است که جزئیات را بیشتر از آنچه اهمیت دارد ارائه می‌دهند، که این کار باعث گیج شدن افراد می‌شود. در عوض، در این مقاله قصد داریم برای شما یک توضیح ساده و غیر تخصصی در مورد بلاک چین که هرکسی می‌تواند درک کند، ارائه می‌دهیم.

جالب نبود اگر می‌توانستید مدارک هویتی خودتان را درست کنید و هیچ نیازی هم به دولت یا سازمان‌های مختلف نداشتید؟ یا اینکه توانایی جمع آوری و نگهداری داده‌های مربوط به هر کاهوی کاشته شده داخل مزرعه را از لحظه برداشت از زمین تا فروشگاه داشتید؟

حتی بهتر از این، چه می‌شد اگر می‌توانستید به تمام این داده‌ها و سیستم جمع آوری آنها اعتماد کنید و جلوی دستکاری اطلاعات توسط مجرمان را می‌گرفتید؟ بلاک چین در این زمینه می‌تواند کمک کند.

بلاک چین چگونه کار می‌کند؟

فناوری بلاک چین احتمالا بهترین اختراع پس از اینترنت بوده است. این فناوری اجازه می‌دهد که بتوان بدون وجود یک نهاد مرکزی اقدام به تبادل ارزش کرد. تصور کنید که شما و من روی آب و هوای فردای تهران با هم یک شرط ۵۰ هزار تومانی می‌بستیم. من می‌گفتم فردا هوا آفتابی است و شما می‌گفتید هوا بارانی است. در حال حاضر ۳ گزینه برای انجام چنین شرطی در اختیار داریم:

۱. می‌توانیم به همدیگر اعتماد کنیم. اگر با هم دوست باشیم این راه خوبی برای مدیریت چنین شرایطی است. البته حتی دوست شما هم می‌تواند پولی پرداخت نکند.

۲. می‌توانیم این شرط‌بندی را تبدیل به یک قرارداد کنیم. با وجود قرارداد طرفین تمایل بیشتری برای پرداخت پیدا می‌کنند. البته اگر یکی از طرفین نخواهد به قرارداد پایبند باشد، طرف برنده باید برای احقاق حق خود به مراجع قانونی مراجعه کند و هزینه‌های حقوقی را نیز پوشش دهد.

۳. ما می‌توانیم سراغ طرف سومی برویم هر کدام از ما ۵۰۰۰۰ تومان به او بدهیم. در آخر او پول برنده را پرداخت می‌کند. البته این احتمال نیز وجود دارد که او با پول من و شما پا به فرار بگذارد.

بنابراین عملا ۲ گزینه دارید: اعتماد یا قرارداد.

هیچ کدام از اینها بهترین راه‌حل موجود نیستند. نمی‌توانیم به غریبه‌ها اعتماد کنیم و نمی‌توان کسی را مجبور به اجرای قرارداد کنیم مگر با صرف پول و زمان. فناوری بلاک چین جالب است چرا که گزینه دیگری به ما می‌دهد که ارزان و سریع است.

بلاک چین اجازه می‌دهد تا با نوشتن چند خط کد، یک برنامه روی بلاک چین شروع به کار کند که هر دو طرف ۵۰۰۰۰ تومان را برای آن برنامه ارسال می‌کنند. این برنامه ۱۰۰۰۰۰ تومان را پیش خود نگه می‌دارد و به صورت خودکار هوای فردا را از چند منبع بررسی می‌کند. مهم نیست بارانی یا آفتابی باشد برنامه به صورت خودکار پول را برای برنده ارسال می‌کند.

هر طرف این معامله می‌توانند منطق برنامه را بررسی کند و وقتی برنامه روی بلاک چین شروع به کار کند کسی نمی‌تواند برنامه را دستکاری یا متوقف کند. این همه تلاش برای یک شرط‌بندی کوچک شاید زیادی باشد اما فرض کنید همین کار را برای خرید خانه یا خودرو انجام دهید.

فناوری بلاک چین به چه صورت است؟

استوارت هابر و اسکات استورنتا اولین کسانی بودند که در سال ۱۹۹۱ در رابطه با زنجیره رمزنگاری امن صحبت کردند. ساتوشی ناکاموتو خالق بیت کوین و اولین نفری که از بلاک چین برای حل مشکل دوبار خرج کردن پول بدون استفاده از یک نهاد مرکزی استفاده کرد، از کلمه بلاک و زنجیره در مقاله سفید بیت کوین استفاده کرد. در نهایت این جامعه بود که کلمه بلاک چین را محبوب کرد. با افزایش توجه به بیت کوین، بلاک چین هم محبوبیت بیشتری بدست آورد. همین افزایش محبوبیت بود که باعث افزایش علاقه جهانی به این فناوری شد.

بلاک چین از چندین بلاک تشکیل شده که هر کدام مجموعه‌ای از تراکنش‌ها را در خود نگهداری می‌کند که به صورت رمزنگاری شده به بلاک دیگر متصل می‌شود. همه اینها با هم یک دفتر کل را شکل می‌دهند.

از اصل مطلب شروع می‌کنیم؛ بلاک چین یک پایگاه داده‌ (DataBase) توزیع شده است که به‌عنوان یک دفتر اطلاعاتی توزیع شده، شناخته می‌شود. برای اینکه اصطلاحات و لغات برای شما ساده و قابل درک باشند، از این پس  آن را پایگاه داده می‌نامیم. علاوه بر این، بیایید به‌جای توزیع شده از به اشتراک گذاشته شده، استفاده کنیم. در زمینه‌های بیشتر، هر بلاک به‌عنوان یک «رکورد» در این پایگاه داده شناخته می‌شود.

بنابراین، در راستای اهداف این مقاله، ما بلاک چین را یک پایگاه داده به اشتراک گذاشته شده می‌نامیم. هر چیزی که به این پایگاه داده اضافه شود، یک رکورد جدید است.

پایگاه داده مشترک

فناوری به اندازه‌ای که فروشندگان می‌خواهند پیچیده است. همه این فناوری‌ها را افرادی همانند شما یا من ساخته‌اند و اگر به آن‌ها نگاه‌ کنید، می بینید که همگی کاملا ساده هستند.

نسخه مدرن این پایگاه داده مشترک، درواقع انقلابی در تکنولوژی است که به دنبال شکل‌گیری آینده ما است. برای روشن شدن مطلب، این فقط یک پایگاه داده نیست که در یک مکان مرکزی ذخیره شده باشد و توسط بسیاری از افراد به اشتراک گذاشته شده باشد، هزاران نسخه از این اطلاعات ثبت شده در کامپیوترهای سراسر جهان ذخیره می‌شود (در کامپیوترهای خانگی و سرورهای تجاری)، از این رو اصطلاح «غیرمتمرکز» به آن نسبت داده می‌شود.

از این پایگاه داده می‌توان برای ثبت چیزهای مختلفی استفاده کرد؛ به‌عنوان‌ مثال اولیه بسیاری از آن برای ارسال و دریافت پول استفاده می‌کنند، همان‌طور که در حال حاضر رایج‌ترین کاربرد آن است.

مکانیزم تشکیل گروهی از تراکنش‌ها بسته به برنامه‌نویسی بلاک چین، متفاوت است. آناتومی بلاک و نوع لینک و زنجیره شدن هم متفاوت است. بلاک به طور عمومی از تاریخچه تراکنش‌ها، بلاک قبل از آن و تاریخچه زمانی ایجاد بلاک تشکیل شده است. خصوصیات نرم افزار بلاک چین، تعیین کننده ایجاد نحوه ساختار بلاک و چگونگی زنجیر شدن آنها به یکدیگر است.

هنگامی‌که دو نفر بخواهند برای یکدیگر پول انتقال بدهند، یک رکورد جدید ایجاد می‌شود که جزئیات آن تراکنش را مشخص می‌کند. این رکورد به صدها نفر از رایانه‌های دیگر که دارای یک کپی از رکورد هستند، ارسال می‌شود. این کامپیوترها تأیید می‌کنند که این معامله مجاز است و درنهایت آن‌ها قبل از تأیید رکورد، موافقت (یا مخالفت) می‌کنند که همه چیز در مورد معامله، مشروع است. این کار باید با همه کپی‌های اطلاعات مطابقت داشته باشد.

به نظر می‌رسد که چند صد نفر در کنار این دو، ناظر این هستند که نفر اول پول را به نفر دوم می‌دهد و همه آن‌ها موافقت کردند که نفر دوم واقعا پولش را به دست آورده و دیگر جنبه‌های معامله، مانند اینکه مقدار آن هم درست است، را چک می‌کنند.

عملیات بلاک چین چگونه است و چگونه این عملیات با یک بانک متفاوت است؟

هایپرلجر فابریک که ساختار بلاک چین از شرکت IBM است که از نرم افزار منبع باز آپاچی کافکا برای جمع آوری و مدیریت تراکنش‌ها از منابع مختلف استفاده می‌کند. بلاک‌ها یا دسته‌ای از تراکنش‌ها شکل می‌گیرند و زمانی که حجم بلاک از یک حجم معین عبور کرد، بلاک بعدی شکل می‌گیرد.

ماینرهای بیت کوین، این تراکنش‌ها را پردازش می‌کنند، آنها یک بلاک جدید را زمانی به زنجیره اضافه می‌کنند که جواب درستی را برای حل مسئله ریاضی پیدا کرده باشند. در این فرایند، ماینر هم با دریافت بیت کوین جدید، پاداش می‌گیرد.

با رشد زنجیره، بلاک‌های قدیمی بیشتر و بیشتر در بلاک چین فرو می‌روند. بلاک‌های جدید، بلاک‌های قدیمی را به شدت متراکم می‌کنند و تغییر یا حذف آنها را خیلی مشکل می‌کنند چرا که آخرین بلاک حاوی دیتای مرتبط با بلاک قبلی است و به این صورت ایمنی داده‌ها تضمین می‌شود.

قبل از اینکه به موضوع اجماع در بلاک چین اشاره کنیم اجازه بدهید به صورت کوتاه در مورد مفهوم غیرمتمرکز در بلاک چین‌ها صحبت کنیم. عدم تمرکز گرایی در سطح شبکه همتا به همتا باعث می‌شود تا هر شرکت کننده، یک کپی کامل از دفتر کل را داشته باشد. بدون عدم تمرکز گرایی دفتر کل، بلاک چین فقط یک دیتابیس خواهد بود. ویتالیک بوترین سازنده اتریوم به خوبی عدم تمرکز گرایی بلاک چین را توضیح می‌دهد:

بلاک چین‌ها از نظر کنترل غیرمتمرکز (کسی آنها را کنترل نمی‌کند) و از نظر معماری هم غیرمتمرکز (هیچ نقطه مرکزی برای نفوذ وجود ندارد) هستند اما از نظر منطقی تمرکزگرا هستند (باید اجماع شرکت کننده‌ها برای یک حالت وجود داشته باشد و سیستم مثل یک رایانه عمل می‌کند)

نبوغ این پایگاه داده این است که نیازی به هیچ بانک یا شرکت مرکزی ندارد و شما مجبور نیستید به هیچ موسسه مالی اعتماد کنید. نیازی به هیچ واسطه‌ای نیست.

اگر بخواهیم بیشتر توضیح دهیم، این پایگاه داده متعلق به هیچ فرد یا سازمانی نیست. این اطلاعات متعلق به همه افرادی است که یک کپی از آن اطلاعات را دارند. اما این بدان معنا نیست که هر یک از افرادی که دارای کپی هستند، کنترل دارند.

علاوه بر این، ما این پایگاه داده را «تغییرناپذیر» می‌نامیم یا به‌طور عام آن را غیرقابل برگشت می‌دانیم. هر رکوردی که ساخته شده است تا زمانی که اینترنت هست، به‌طور دائم وجود خواهد داشت. حال اگر نفر دوم بخواهد پول نفر اول را پس بدهد، این یک رکورد جدید است.

به خاطر تصمیمات مربوط به طراحی فناوری، دست بردن در رکوردهای این پایگاه داده غیرممکن است. اگر شخصی که یک یا چند نسخه از این اطلاعات را در رایانه‌های خود داشته باشد و سعی کند به‌طور غیرقانونی آن را تغییر دهد، آن تغییرات توسط بسیاری از رایانه‌های دیگر در روند تأیید این تغییرات، رد می‌شود و داده‌ها با هم تطابق نخواهند داشت.

بلاک چین‌ها می‌توانند عمومی (هر کسی می‌تواند در آنها مشارکت کند) خصوصی یا مشارکتی باشند (افرادی که اجازه دسترسی به آن را دارند)

مدل مشارکتی به گره‌های شبکه اجازه می‌دهد تا تصمیم بگیرند چه واقعیتی در سیستم حاکم شود. این فناوری، در یک سیستمی که کسی به آن اعتماد ندارد، اعتماد را ایجاد می‌کند و باعث افزایش اعتبار اطلاعات می‌شود. این ترکیبی است که بلاک چین را قابل اعتبار می‌کند. مکانیزم‌های مختلفی برای ایجاد اجماع وجود دارد: اثبات هویت، اثبات فضا، الگوریتم تحمل خطای بیزانس، اثبات کار، اثبات سهام و … هر کدام از مکانیزم‌ها روش خود را برای اجرای فرایند اجماع دارند.

به عنوان مثال: بیت کوین از مکانیزم اثبات کار استفاده می‌کند. کار آنها حل مسائل پیچیده ریاضی است که به آن اشاره شد. هزینه انجام شده برای این پردازش، باعث می‌شود تا جلوی درخواست‌های جعلی به بلاک چین گرفته شود. همچنین با اینکه ۵۰ درصد شرکت‌ کننده‌ها با صداقت روی زنجیره کار می‌کنند این افراد تصمیم می‌گیرند که کدام بلاک به بلاک چین بیت کوین اضافه شود. این اقدام باعث طولانی‌تر شدن زنجیره بلاک چین می‌شود و در دنیای بیت کوین، طولانی‌ترین زنجیره به عنوان زنجیره درست در نظر گرفته می‌شود.

مزایا و چالش‌های بلاک چین

حالا که با نحوه کار بلاک چین آشنا شدید اجازه بدهید نگاهی کوتاه به دلایل جذابیت بلاک چین بیندازیم:

• شما کنترل کامل روی دارایی خود دارید. هیچ شخص سومی برای نگهداری دارایی شما وجود ندارد و کسی نمی‌تواند دسترسی شما را محدود سازد.
• هزینه انتقال دارایی از هر نقطه روی زمین خیلی کم است. این امر اجازه پرداخت‌های خرد را می‌دهد.
• دارایی را می‌توانید در چند دقیقه جابه‌جا کنید و تراکنش به جای چند روز یا هفته، بعد از چند ساعت کاملا امن خواهد بود.
• هر کسی در هر زمانی می‌تواند هر تراکنش ساخته شده روی بلاک چین را تایید کند و این باعث افزایش شفافیت می‌شود.
• این امکان وجود دارد تا از فناوری بلاک چین برای ایجاد اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز استفاده کرد که می‌توانند اطلاعات را مدیریت و دارایی‌ها را به صورت امن و سریع منتقل سازند.

هر چند یک سری چالش‌ها نیز بر سر راه بلاک چین وجود دارد:

• تراکنش‌ها را می‌توان به صورت ناشناس ارسال و دریافت کرد. این موضوع از حریم شخصی دفاع می‌کند اما اجازه فعالیت‌های غیرقانونی را نیز درون شبکه می‌دهد.
• هر چند صرافی‌های زیادی ظهور کرده‌اند و محبوبیت ارزهای دیجیتال در حال افزایش است. اما معامله کالا و خدمات با بیت کوین چندان آسان نیست.
• بیت کوین هم مثل خیلی از ارزهای دیجیتال دیگر، از نوسان قیمت زیادی رنج می‌برد. بیت کوین‌های زیادی در بازار وجود ندارند و تقاضا نیز در بازار مرتب تغییر می‌کند. قیمت بیت کوین ثباتی ندارد و بر اثر رویدادهای  مختلف در صنعت ارز رمز پایه تغییر می‌کند.

به طور کلی، فناوری بلاک چین پتانسیل دگرگون کردن صنایع مختلفی را دارد، مثل: تبلیغات و توزیع انرژی. قدرت آن در ماهیت غیرمتمرکزش و توانایی آن در حذف نیاز به واسطه است.

موارد جدید استفاده مرتب در حال ظهور هستند مثل: ایجاد یک بستر کاملا غیرمتمرکز برای ایجاد قراردادهای هوشمند مثل: اتریوم. اما باید این را در نظر داشت که این فناوری در مراحل اولیه خود قرار دارد. ابزارهای جدید هر روز برای بهبود امنیت بلاک چین در حال توسعه هستند که امکانات، ابزارها و سرویس‌های مختلفی را عرضه می‌کنند.

اعتماد دیجیتالی چیست؟

اعتماد یک قضاوت ریسکی میان چند گروه یا چند نفر است و در دنیای دیجیتال برقراری این اعتماد عموما از طریق اثبات هویت افراد (احراز هویت-authentication) و توانایی دسترسی به آن خدمات (مجوز-authorization) صورت می‌گیرد.

به بیان ساده، در یک معامله دیجیتالی ما می‌خواهیم بدانیم «آیا تو همان کسی که می‌گویی هستی؟» و «آیا مجاز به کاری که در حال حاضر انجام می‌دهی هستی؟».

در تکنولوژی بلاک چین، نیاز به احراز هویت از طریق ابزار مالکیتی قدرتمندی که رمزنگاری کلید خصوصی به وجود می‌آورد رفع می‌شود. در اختیار داشتن یک کلید خصوصی یک نوع مالکیت است. مالکیتی که شما را از به اشتراک گذاشتن اطلاعات خصوصی خود بیش از آن اندازه‌ای که باید به اشتراک گذاشته شود، بی‌نیاز می‌کند. همین ویژگی سبب می‌شود بیش از هر زمان دیگری در مقابل حملات هکرها مصون ماند.

اما احراز هویت کافی نیست. مجوز (authorization) که همان داشتن مقدار کافی پول و انتشار اطلاعات تراکنشی صحیح است به یک شبکه P2P نامتمرکز به عنوان نقطه شروع نیاز دارد. یک شبکه نامتمرکز احتمال وقوع فساد یا اخلال مرکزی را کاهش می‌دهد. این شبکه نامتمرکز یا توزیع شده همچنین باید متعهد به حفظ سوابق تراکنش‌ها و امنیت آن‌ها باشد. بنابراین در این شبکه توزیع‌شده مجوز انجام یک تراکنش حاصل عملکرد تمام سیستم بر پایه طراحی‌های آن (پروتوکل بلاک چین) است؛ نه این که به یک سیستم مرکزی اعتماد شود.

احراز هویت و مجوزی که این گونه تامین می‌شود امکان انجام تعاملات میان افراد در دنیای دیجیتال را بدون نیاز به شخص ثالثی به وجود می‌آورد. امروزه کارآفرینان در صنایع مختلف رفته رفته در حال آشنایی بیشتر با کارکرد بلاک چین هستند. کارکردی که روابط دیجیتالی جدید، غیر قابل تصور در گذشته و همچنین قدرتمند را ممکن ساخته است. برخی مواقع از تکنولوزی بلاک چین به عنوان ستون فقرات ایجاد یک لایه معاملاتی (Transaction Layer) در فضای اینترنت نام می‌برند.

در حقیقت این ایده که کلید‌های رمزنگاری شده و دفترهای ثبت معاملات نامتمرکز می‌توانند مردم را قادر به ایمن‌سازی و خصوصی‌سازی روابط دیجیتالی کند، تمام معادلات را تغییر داده است. هر کسی از دولت‌ها گرفته تا شرکت‌های IT و بانک‌ها به دنبال ساخت این لایه‌های معاملاتی در بلاک چین هستند. احراز هویت و مجوز که جزو ضروریات معاملات دیجیتالی است در نتیجه پیکربندی تکنولوژی بلاک چین برقرار شده‌اند.

در نتیجه کارکرد بلاک چین برای هر تجارتی که به یک سیستم قابل اعتماد ثبت سوابق معاملاتی محتاج است از بانک‌ها گرفته تا فروشگاه‌های مواد غذایی و پوشاک کاملا مفید است.

تمام تبادلات یک دارایی دیجیتال مثل: بیت کوین توسط نرم افزار و بدون دخالت نهادی مثل بانک صورت می‌گیرد. حالا تصور کنید اگر می‌توانستیم همین دارایی دیجیتال را با کالایی در دنیای واقعی معاوضه کنیم، این موضوع باعث بهبود و کاهش خیلی از فرایندها می‌شود.