فهرست
فناوری بلاک چین موضوعات مختلفی از جمله امنیت و اعتماد را پوشش می‌دهد. بلاک‌های جدید همیشه بصورت خطی ذخیره و به انتهای زنجیره Blockchain اضافه می‌شوند. این بدان معنی است که جدیدترین بلاک همیشه در انتهای زنجیره قرار دارد. بعد از اینکه یک بلاک به انتهای بلاکچین اضافه شد، برگرداندن و تغییر محتوای بلاک بسیار دشوار است. به این دلیل که هر بلاک حاوی هش مخصوص به خود و هش بلاک قبل از آن است. کدهای هش توسط یک عملکرد ریاضی (تابع هش) ایجاد می‌شوند که اطلاعات دیجیتال را به رشته‌ای از اعداد و حروف تبدیل می‌کند. اگر آن اطلاعات به هر طریقی ویرایش و دستکاری شود، کد هش نیز تغییر می‌کند؛ این مسئله برای امنیت شبکه مهم است.
برای مثال، فرض کنید یک هکر سعی دارد معاملات شما را از سایت دیجی کالا ویرایش کند تا مجبور شوید دوبار هزینه خرید خود را بپردازید. به محض اینکه مقدار تومان معامله شما توسط هکر تغییر کند، هش بلاک تغییر خواهد کرد. بلاک بعدی در زنجیره هنوز حاوی هش قدیمی است و هکر برای پوشش تغییرات خود باید بلاک قدیمی را به روز رسانی کند. با انجام این کار، هش این بلاک تغییر خواهد کرد.
بنابراین، به منظور تغییر یک بلاک واحد، یک هکر باید هر بلاکی که پس از آن روی Blockchain ایجاد شده است را تغییر دهد. محاسبه مجدد همه این هش‌ها، انرژی محاسباتی بسیار زیاد و غیرقابل تصوری را به همراه دارد و برای هکرها صرفه اقتصادی ندارد. بنابراین، پس از افزودن یک بلاک به بلاکچین، ویرایش آن بسیار مشکل خواهد بود و حذف آن غیرممکن است.
برای حل مسئله اعتماد، انواع شبکه‌های بلاک چین تست‌هایی را برای کامپیوترهایی که می‌خواهند به آنها بپیوندند و بلاک‌های جدیدی به زنجیره اضافه کنند، در نظر گرفته است. این آزمایشات که الگوریتم اجماع (consensus models) نامیده می‌شود، کاربران را مجبور می‌کند قبل از شرکت در یک شبکه Blockchain و اضافه کردن بلاک، خود را ثابت کنند. یکی از متداول‌ترین این نمونه‌ها که در شبکه بیت کوین به کار می‌رود، گواه اثبات کار (proof of work) نامیده می شود.
در سیستم اثبات کار، کامپیوترها باید ثابت کنند که روی حل یک مسئله پیچیده ریاضی، کار کرده‌اند. اگر کامپیوتری یکی از این مسائل را حل کند، واجد شرایط اضافه شدن یک بلاک به بلاک چین می‌شود. اما روند افزودن بلاک، آنچه جهان کریپتوکارنسی آن را ماینینگ (Minig) می‌نامد آسان نیست.
در حقیقت، با توجه به سایت خبری BlockExplorer.com، شانس حل یکی از این مسائل ریاضی در شبکه بیت کوین در فوریه ۲۰۱۹، حدود ۱ در ۵.۸ تریلیون بود. برای حل این مسائل پیچیده، باید از دستگاه‌هایی استفاده شود که قدرت محاسباتی بالایی دارند. این دستگاه‌ها انرژی زیادی مصرف می‌کنند و ماینرها باید هزینه‌های زیادی را پرداخت کنند.
اثبات کار، حملات هکرها را غیرممکن نمی‌کند، اما باعث می‌شود این حملات تا حدودی بی فایده باشند. اگر یک هکر بخواهد حمله به Blockchain را هماهنگ کند، او باید مسائل پیچیده ریاضی را با شانس ۱ در ۵.۸ تریلیون درست مثل هر فرد دیگری در شبکه، حل کند. هزینه سازماندهی چنین حمله‌ای تقریباً و مطمئناً از مزایای آن فراتر خواهد رفت.
هدف از بلاکچین، فراهم آوردن بستری است که اطلاعات دیجیتالی ضبط و توزیع شوند، اما ویرایش و دستکاری نشوند. دقت کنید که Blockchain همان بیت کوین نیست. بیت کوین تنها یکی از برنامه‌های بی شماری است که بر روی بلاک چین ساخته شده است. بیت کوین در حال حاضر بدون شک محبوب‌ترین پروژه Blockchain است، اما فناوری بلاک چین می‌تواند فراتر از بیت کوین عمل کند. در کلامی دیگر می‌توان گفت که این فناوری برای بیت کوین مثل اینترنت برای گوگل است.
در ادامه، بررسی می‌کنیم که بیت کوین به عنوان یکی از نخستین کاربردهای بلاک چین، چگونه کار می‌کند.
در سراسر جهان افرادی وجود دارند که صاحب بیت کوین هستند و بر اساس مطالعات مرکز کمبریج در سال ۲۰۱۷، این تعداد بیش از ۶ میلیون نفر عنوان شده است. وقتی صحبت از پول چاپی می‌شود، استفاده از ارز چاپی توسط یک مقام مرکزی (معمولاً یک بانک یا دولت) تنظیم و تأیید می‌شود، اما بیت کوین توسط کسی کنترل نمی‌شود. در عوض، معاملات انجام شده در بیت کوین توسط شبکه‌ای از کامپیوترها در سراسر جهان تأیید می‌شود که به نود (NODE) معروف هستند.
فرض کنید یک نفر از این ۶ میلیون نفر بخواهد بیت کوین خود را در یک میوه فروشی خرج کند. اینجاست که Blockchain وارد عمل می‌شود. هنگامی که یک نفر برای خرید کالا قصد پرداخت بیت کوین به فروشنده را دارد، برخی از کامپیوترهای موجود در شبکه بیت کوین برای تایید معامله با هم رقابت می‌کنند که به آنها ماینر می‌گویند. ماینرها برای انجام این کار برنامه‌ای را روی کامپیوترهای خود اجرا می‌کنند و سعی می‌کنند که مسئله ریاضی پیچیده‌ای را حل کنند.
هنگامی که کامپیوتر با هش کردن بلاک مسئله را حل کند، در واقع معامله را تایید کرده است. معاملۀ تکمیل شده به صورت عمومی در زنجیره بلاک ثبت و ذخیره می‌شود و در این مرحله، تغییرناپذیر می‌شود. در مورد بیت کوین، کامپیوترهایی که با موفقیت بلاک‌ها را تأیید می‌کنند، مبلغی بیت کوین به عنوان پاداش دریافت می‌کنند که پاداش استخراج نام دارد.
برای انجام معاملات در شبکه بلاکچین، شرکت کنندگان باید برنامه‌ای با نام کیف پول را اجرا کنند. اکوسیستم بلاکچین مجهز به کیف پول اختصاصی خود به نام کیف پول بلاکچین است. هر کیف پول از دو کلید رمزنگاری منحصر به فرد و مجزا تشکیل شده است: یک کلید عمومی و یک کلید خصوصی. کلید عمومی مکانی است که معاملات به آن سپرده شده و از آن خارج می شوند (مانند شماره حساب). این کلید همچنین به عنوان امضای دیجیتالی کاربر در صفحه اصلی Blockchain ظاهر می‌شود.
کلید عمومی کاربر نسخه کوتاه شده از کلید خصوصی آنها است که از طریق یک الگوریتم پیچیده ریاضی ایجاد شده است. با این حال، به دلیل پیچیدگی این معادله، معکوس کردن روند و تولید کلید خصوصی از یک کلید عمومی غیرممکن است. به همین دلیل، این فناوری محرمانه تلقی می‌شود.
اجازه دهید با یک مثال کلید عمومی و کلید خصوصی را توضیح دهیم: صندوق انتقادات و پیشنهادات را در مدرسه به خاطر دارید؟ معلمان و دانش آموزان می‌توانستند نامه‌ها و یاداشت‌های خود را در این صندوق قرار دهند و تنها کسی که کلید صندوق را داشت، می‌توانست به محتویات صندوق دسترسی داشته باشد. کلید صندوق در دفتر اصلی مدرسه نگه‌داری می‌شد. در بلاک چین، کلید عمومی مانند همان صندوق عمومی مدرسه و کلید خصوصی مانند کلید صندوق عمل می‌کند اما تفاوت‌هایی بین آنها وجود دارد.
بر خلاف مدرسه که اطلاعات و کلیدهای خصوصی در دفتر اصلی نگه‌داری و مدیریت می‌شود، هیچ مرکزی وجود ندارد که کلیدهای خصوصی Blockchain را ردیابی کنند و به آنها دسترسی داشته باشد. اگر یک کاربر کلید خصوصی خود را فراموش کند و آن را از دست بدهد، دسترسی به کیف پول بیت کوین خود را برای همیشه از دست خواهد داد.
در شبکه بیت کوین، بلاک چین نه تنها توسط یک شبکه عمومی از کاربران به اشتراک گذاشته شده و نگه‌داری می‌شود، بلکه در مورد آن توافق صورت می‌گیرد. کاربرانی که از طریق کامپیوترهای خود به شبکه متصل می‌شوند، یک نسخه از بلاکچین را دریافت می‌کنند که به محض اضافه شدن بلاک جدید به زنجیره، بروزرسانی می‌شود.
بلاک چین با استفاده از فرآیندی به نام الگوریتم اجماع (consensus) مانع از ایجاد چندین بلاک چین می‌شود. وجود کاربران بیشتر در شبکه بلاک چین به این معنی است که بلاک‌ها می‌توانند به سرعت به انتهای زنجیره اضافه شوند. با این منطق، بلاک چین همیشه همان چیزی خواهد بود که بیشتر کاربران به آن اعتماد دارند.
الگوریتم اجماع در شبکه‌ی بلاکچین و ارزهای رمزنگاری‌شده اهمیت بسیار زیادی دارد و به عنوان یکی از نقاط قوت بلاک چین به شمار می‌رود و به همراه رمزنگاری، امنیت بلاک چین را تضمین می‌کند. الگوریتم اجماع انواع مختلفی دارد که در حالت کلی به دو دسته الگوریتم گواه اثبات کار (PoW) و الگوریتم گواه اثبات سهام (PoS) تقسیم می‌شود.
در تئوری، ممکن است هکر بتواند از حق اکثریت که به آن حمله ۵۱ درصدی (%۵۱ attack) گفته می‌شود، برای دستکاری بلاک‌ها استفاده کند. این حمله چگونه اتفاق می افتد؟
فرض کنید که که ۵ میلیون کامپیوتر در شبکه بیت کوین وجود دارد. برای دستیابی به اکثریت در شبکه، یک هکر باید حداقل ۲.۵ میلیون از آن کامپیوترها را کنترل کند. با انجام این کار، یک هکر یا گروهی از هکرها می‌توانند در روند ثبت معاملات جدید دخالت کنند. آنها می‌توانند معامله‌ای را انجام دهند و سپس همان معامله را دستکاری کنند؛ به گونه‌ای که به نظر می‌رسد ارز دیجیتالی که قبلاً برای شخص دیگری ارسال کردند، هنوز وجود دارد. این آسیب‌پذیری که به دو بار خرج کردن یا خرج کردن مضاعف معروف است، معادل جعل دیجیتالی است و باعث می‌شود کاربران بتوانند بیت کوین‌های خود را بیش از یکبار خرج کنند.
اجرای چنین حمله‌ای برای یک Blockchain در مقیاس بیت کوین بسیار دشوار است، زیرا یک هکر نیاز دارد تا کنترل میلیون‌ها کامپیوتر را بدست بگیرد. از زمان معرفی بیت کوین و استخراج اولین بلاک آن، بیش از ۱۰ سال می‌گذرد و تاکنون حلمه ۵۱ درصدی و دستکاری در بلاک‌های بلاک چین رخ نداده است.
اگرچه فناوری Blockchain کمی از بیت کوین قدیمی‌تر است، اما این فناوری اصلیترین عامل در شبکه‌های کریپتوکارنسی به شمار می‌رود. همه روزه کوین‌ها و توکن‌های جدیدی در بازار ایجاد می‌شود که استفاده دقیق‌تر و کامل‌تری از بلاک چین دارند. در آینده با افزایش محبوبیت متاورس و البته NFTها، فناوری بلاکچین تغییرات گسترده‌تری خواهد داشت که البته این تغییرات در جهت بهبود بلاک چین ایجاد خواهد شد. در نهایت باید گفت که آینده بلاکچین از نظر متخصصان روشن است و افراد زیادی از آن در حوزه‌های مختلف کمک خواهند گرفت.