بلاک چین چیست؟ همه چیز درباره فناوری Blockchain به زبان ساده

بلاک‌چین، فناوری نوآورانه‌ای است که در سال‌های اخیر برای کاربردهای مختلفی نظیر پرداخت ارزی و خرید و فروش ارز دیجیتال مورد استفاده قرار می‌گیرد. به بیان ساده‌تر، بلاک‌چین پایه و اساس ارزهای دیجیتال است، اما جالب است بدانید که این ارزها تنها بخش کوچکی از دنیای بزرگ بلاک‌چین هستند. در این مقاله، به این سوال پاسخ می‌دهیم که فناوری بلاک‌چین چیست و چه کاربردی دارد؟ در ادامه، به بررسی نحوه عملکرد بلاک‌چین، انواع آن و کاربردهای گسترده‌اش می‌پردازیم.

فناوری بلاک چین (Blockchain) چیست؟

بلاک‌چین (Blockchain) به زبان ساده، لیستی از تراکنش‌ها است که همه افراد امکان مشاهده و تایید آن‌ها را دارد. می‌توان بلاک‌چین را مانند یک دفترکل عمومی و غیرقابل تغییر تصور کرد که میان تمام رایانه‌های شبکه توزیع شده است. این دفتر کل نقشی مهمی در ایجاد و نگهداری ارزهای دیجیتال، برنامه‌های غیرمتمرکز (DeFi)، و توکن‌های غیرقابل تعویض (NFT) ایفا می‌کند. یکی از ویژگی‌های منحصربه‌فرد بلاک‌چین، غیرقابل تغییر بودن اطلاعات ثبت‌شده در آن است که این موضوع، اعتماد و امنیت را در معاملات آنلاین به شکل چشمگیری افزایش می‌دهد. با حذف واسطه‌ها، فناوری بلاک‌چین اختیار و کنترل را به طور مستقیم به کاربران منتقل می‌کند و با شفاف‌سازی فرایندها، هزینه‌های تراکنش‌ها را به حداقل می‌رساند.

بیشتر بدانید: فورک در بلاکچین

بهترین تعریف برای بلاک چین 

بلاکچین به زبان ساده، یک شبکه شفاف و توزیع‌شده برای ذخیره اطلاعات و تراکنش‌ها است. این فناوری مانند یک دفترکل دیجیتال عمل می‌کند که همه اعضای شبکه می‌توانند به آن دسترسی داشته باشند، اما هیچ کسی امکان تغییر یا دستکاری اطلاعات را ندارد. بلاکچین از دو واژه بلاک (block) به معنای بلوک و چین (chain) به معنای زنجیره تشکیل شده است؛ به این معنا که داده‌ها در واحدهایی به نام بلوک ذخیره و به‌صورت زنجیره‌ای به یکدیگر متصل می‌شوند. هر تراکنش در بلاک‌چین به‌صورت رمزگذاری‌شده و ایمن ذخیره می‌شود و به تایید تمامی کاربران شبکه نیاز دارد. به همین دلیل، تغییر اطلاعات ثبت‌شده در آن غیرممکن است. این ساختار باعث ایجاد امنیت، شفافیت و اعتماد در تبادلات و تعاملات دیجیتالی می‌شود و واسطه‌ها را از میان برمی‌دارد.

نگاهی گذرا به تاریخچه بلاکچین

بیایید به سال های دور بازگردیم. بسیاری از فناوری هایی که Blockchain بر پایه آن ها استوار است، مدت ها پیش از ظهور بیت کوین در حال کار بودند.

• درخت مرکل

درخت مرکل توسط رالف مرکل و در سال 1979 ابداع گردید و به توزیع عمومی و امضای دیجیتالی اشاره دارد.

• تاسیس شرکت DigiCash توسط دیوید چاوم

دیوید چاوم در پایان نامه خود در سال 1982 به این موضوع تحت عنوان ایجاد یک سیستم خزانه داری برای حفظ و نگه داری سیستم های کامپیوتری در مقابل گروه های مشکوک اشاره کرد. وی همچنین اقدام به تاسیس شرکت DigiCash در سال 1989 نمود.

• انتشار اولین white paper توسط ساتوشی ناکاموتو

اما آنچه که در منابع مختلف آمده است، طی سالیان اخیر بیت کوین توسط فردی به نام ساتوشی ناکاماتو به دنیای مالی معرفی گردیده است. هرچند در برخی منابع استورات هابر و دبلیو اسکات استورت را (1991) به عنوان اولین افرادی که به این فناوری دست یافتند، می شناسد. با این وجود ساتوشی ناکاموتو به عنوان مغز متفکر این تکنولوژی پیشرفته شناخته می شود. از آنجاییکه این فناوری در تمامی ارزهای دیجیتال وجود دارد، وی اولین بلاکچین را در سال 2008 مفهوم سازی نمود. همچنین اولین white paper در این زمینه را در سال 2009 منتشر کرد.

بیشتر بدانید: کیف پول ارز دیجیتال چیست؟

بلاک چین چه کاربردی دارد؟

بلاک‌چین با ارائه شفافیت، امنیت، و حذف واسطه‌ها، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد. هدف اصلی بلاک‌چین تمرکززدایی است و به کاربران اجازه می‌دهد تا اطلاعات را بدون وابستگی به نهادهای مرکزی ذخیره و مدیریت کنند. به‌عنوان مثال، در سیستم‌های مالی، بلاک‌چین امکان انجام تراکنش‌های سریع، امن و بدون واسطه را فراهم کرده و با کاهش هزینه‌ها و زمان تسویه‌حساب‌ها، کارآمدی بیشتری ایجاد می‌کند. به‌دلیل اینکه اطلاعات تراکنش‌ها به‌طور هم‌زمان توسط میلیون‌ها نفر تایید و ثبت می‌شود، تغییر در آن‌ها غیرممکن است، و همین موضوع اعتماد را در معاملات آنلاین افزایش می‌دهد.

علاوه بر این، بلاک‌چین در مدیریت زنجیره تأمین نیز کاربرد دارد. این فناوری مراحل تولید و حمل‌ونقل محصولات را به‌صورت شفاف ثبت می‌کند، که این امر به ردیابی بهتر کالاها و جلوگیری از تقلب کمک می‌کند. قراردادهای هوشمند یکی دیگر از کاربردهای مهم بلاک‌چین هستند؛ این قراردادها به‌صورت خودکار و بر اساس شرایط از پیش تعیین‌شده اجرا می‌شوند، بدون نیاز به واسطه‌ها.

بلاک‌چین همچنین در تأیید هویت دیجیتال و رأی‌گیری الکترونیکی نقشی اساسی ایفا می‌کند. کاربران می‌توانند هویت خود را به‌صورت امن و بدون دخالت واسطه‌ها اثبات کنند، که این موضوع می‌تواند امنیت و اعتماد را در فرایندهای دیجیتالی افزایش دهد. این فناوری حتی در اینترنت اشیا (IoT) نیز برای تضمین امنیت داده‌های دستگاه‌های متصل به کار می‌رود.

عناصر کلیدی بلاک چین

عناصر کلیدی بلاک‌چین شامل سه بخش اصلی است: دفترکل توزیع‌شده، رکوردهای تغییرناپذیر، و قراردادهای هوشمند. هر یک از این بخش‌ها نقش اساسی در عملکرد بلاک‌چین دارند و به امنیت، شفافیت، و اتوماسیون این فناوری کمک می‌کنند.

۱- دفترکل توزیع‌شده: دفترکل توزیع‌شده یا Distributed Ledger همانند یک پایگاه داده بزرگ است که تمامی اطلاعات و تراکنش‌ها در آن ذخیره می‌شود. تفاوت اصلی آن با پایگاه داده‌های سنتی این است که این دفتر در اختیار همه اعضای شبکه قرار دارد و به‌طور هم‌زمان به‌روزرسانی می‌شود. همه افراد متصل به شبکه بلاک‌چین می‌توانند به این دفترکل دسترسی داشته باشند و تغییرات آن را مشاهده کنند. به این ترتیب، اعتماد و شفافیت در شبکه بالا می‌رود زیرا هیچ نهاد مرکزی وجود ندارد که داده‌ها را کنترل کند.

۲- رکوردهای تغییرناپذیر: یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های بلاک‌چین، ثبت دائمی و غیرقابل تغییر تراکنش‌ها است. زمانی که یک داده یا تراکنش در بلاک‌چین ثبت شود، دیگر نمی‌توان آن را تغییر داد یا حذف کرد. اگر خطایی در یک تراکنش رخ دهد، باید یک تراکنش جدید ثبت شود که آن خطا را اصلاح کند، و هر دو تراکنش نیز برای همه اعضا قابل مشاهده خواهد بود. این موضوع شفافیت شبکه را افزایش می‌دهد و جلوی هرگونه دست‌کاری و تقلب در داده‌ها را می‌گیرد.

۳- قراردادهای هوشمند: قراردادهای هوشمند یا Smart Contracts مجموعه‌ای از قوانین و شرایط هستند که بر روی بلاک‌چین ذخیره می‌شوند و به‌صورت خودکار و بدون نیاز به واسطه‌ها اجرا می‌شوند. این قراردادها می‌توانند برای انجام تراکنش‌ها، اجرای توافقات، یا حتی ایجاد برنامه‌های کاربردی غیرمتمرکز (DApps) به‌کار روند. قراردادهای هوشمند با خودکارسازی فرایندها، سرعت و کارایی تراکنش‌ها را افزایش می‌دهند و در عین حال به کاربران اطمینان می‌دهند که تمامی شرایط توافق به درستی اجرا خواهد شد.

بلاک چین چطور کار می‌کند؟

برای توضیح ساده نحوه عملکرد بلاک‌چین، چهار مرحله اساسی در فرآیند اضافه‌شدن یک بلاک (block) جدید به شبکه وجود دارد:

۱- ثبت تراکنش

هنگامی که یک تراکنش جدید در شبکه رخ می‌دهد (مانند ارسال ارز دیجیتال یا انتقال داده)، این تراکنش به شبکه بلاک‌چین اعلام می‌شود و تمام اعضای شبکه از این تراکنش مطلع می‌شوند.

۲- بررسی و تایید تراکنش

بعد از ثبت، تراکنش توسط رایانه‌های متصل به شبکه، که به آنها نود (Node) گفته می‌شود، بررسی و تایید می‌شود. این نودها صحت اطلاعات تراکنش را بررسی می‌کنند تا مطمئن شوند که هیچ‌گونه کلاهبرداری یا اشتباهی رخ نداده است.

۳- اتصال و نوشتن تراکنش در بلاک جدید

پس از تایید، تراکنش‌ها در یک بلاک قرار می‌گیرند. هر بلاک شامل چندین تراکنش است که با یکدیگر در یک مجموعه ذخیره می‌شوند. برای امنیت بیشتر، هر بلاک دارای یک کد هش (Hash Code) منحصر‌به‌فرد است که آن را به بلاک‌های قبلی متصل می‌کند.

۴- اضافه‌شدن بلاک جدید به شبکه بلاک‌چین

پس از ایجاد بلاک جدید و اتصال آن به بلاک‌های قبلی، این بلاک به زنجیره بلاک‌چین اضافه می‌شود. تمام اعضای شبکه یک نسخه از به‌روزرسانی جدید را دریافت می‌کنند. این اتصال زنجیره‌ای از بلاک‌ها تضمین می‌کند که هر تغییری در اطلاعات یک بلاک، به تغییر تمامی بلاک‌های بعدی نیاز دارد، که این امر عملا غیرممکن است.

نقش کد هش و امنیت

کد هش در بلاک‌چین نقش مهمی در حفظ امنیت داده‌ها دارد. این کد بر اساس محتوای بلاک و کد هش بلاک قبلی ایجاد می‌شود. به‌عبارتی، هر بلاک به بلاک قبلی خود از طریق این کدها متصل است. اگر کسی بخواهد اطلاعات یک بلاک را تغییر دهد، باید کد هش آن بلاک و تمام بلاک‌های بعدی را هم تغییر دهد، که این کار به دلیل نیاز به توان پردازشی بالا و مشارکت شبکه، امکان‌پذیر نیست.

فورک در بلاک‌چین

گاهی اوقات، تغییراتی در پروتکل‌های بلاک‌چین نیاز است. این تغییرات می‌توانند باعث به‌وجود آمدن چیزی به‌نام فورک (Fork) شوند. فورک به‌معنای ایجاد یک شاخه جدید در شبکه است و اغلب برای به‌روزرسانی یا بهبود امنیت و عملکرد شبکه بلاک‌چین انجام می‌شود. برنامه‌نویسان با ایجاد فورک، قوانین جدیدی را برای شبکه تعیین می‌کنند که گاهی منجر به شکل‌گیری نسخه‌های جدیدی از بلاک‌چین، مثل هارد فورک (Hard Fork) یا سافت فورک (Soft Fork) می‌شود.

انواع بلاک چین کدام است؟

انواع بلاک‌چین‌ها را می‌توان در چهار دسته تقسیم‌بندی کرد که هر یک ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند:

۱. بلاک‌چین‌های عمومی (Public Blockchains)

بلاک‌چین‌های عمومی شبکه‌های باز و غیرمتمرکزی هستند که به همه افراد امکان می‌دهند تا در آن‌ها شرکت کنند. هر فردی می‌تواند تراکنشی را ارسال کند یا تراکنش‌های دیگر را تایید کند. این شبکه‌ها برای همه به‌طور کامل شفاف و در دسترس هستند. به همین دلیل، آنها اعتماد و امنیت بالایی را فراهم می‌کنند. بیت‌کوین و اتریوم از شناخته‌شده‌ترین بلاک‌چین‌های عمومی هستند.

۲. بلاک‌چین‌های خصوصی (Private Blockchains)

بلاک‌چین‌های خصوصی دسترسی محدودی دارند و تنها افرادی که توسط مدیر سیستم اجازه داده شده‌اند، می‌توانند به شبکه بپیوندند. این نوع از بلاک‌چین توسط یک نهاد یا شرکت اداره می‌شود، بنابراین از نظر ساختار متمرکزتر است. هایپرلجر (Hyperledger) نمونه‌ای از بلاک‌چین‌های خصوصی است که برای کاربردهای تجاری و سازمانی طراحی شده است.

۳. بلاک‌چین‌های کنسرسیومی یا ترکیبی (Consortium or Hybrid Blockchains)

بلاک‌چین‌های کنسرسیومی یا ترکیبی، ویژگی‌هایی از بلاک‌چین‌های عمومی و خصوصی را در خود دارند. این بلاک‌چین‌ها هم متمرکز و هم غیرمتمرکز هستند. به این معنا که برخی از اطلاعات آن‌ها عمومی است، در حالی که بخش‌هایی دیگر خصوصی و محدود به اعضای خاصی می‌باشد. این نوع از بلاک‌چین‌ها برای همکاری‌های بین سازمانی مناسب هستند. Energy Web Foundation و Dragonchain از نمونه‌های معروف این نوع بلاک‌چین هستند.

۴. سایدچین (Sidechain)

سایدچین‌ها بلاک‌چین‌هایی هستند که به‌طور موازی با زنجیره اصلی (mainchain) فعالیت می‌کنند. آنها امکان انتقال دارایی‌های دیجیتال بین دو بلاک‌چین مختلف را فراهم می‌کنند و با بهبود مقیاس‌پذیری و کارایی، به کاهش تراکم در زنجیره اصلی کمک می‌کنند. سایدچین‌ها می‌توانند برای تراکنش‌های سریع‌تر و ارزان‌تر نسبت به زنجیره اصلی مورد استفاده قرار گیرند. Liquid Network یکی از نمونه‌های سایدچین است که به بلاک‌چین بیت‌کوین متصل است و انتقال سریع‌تر دارایی‌ها را امکان‌پذیر می‌سازد.

مزایا و معایب بلاک چین چیست؟

بلاک‌چین به‌عنوان یک فناوری نوین، مزایا و معایب خاص خود را دارد که بر کاربردها و پذیرش آن در صنایع مختلف تاثیرگذار است. از مهمترین این مزایا و معایب به موارد زیر می‌توان اشاره کرد:

– غیرمتمرکز بودن:
بلاک‌چین نیازی به یک نهاد مرکزی ندارد و تمام تراکنش‌ها و اطلاعات آن توسط شبکه‌ای از رایانه‌ها مدیریت می‌شود. این موضوع به کاهش ریسک‌های ناشی از وابستگی به یک نقطه مرکزی و جلوگیری از کنترل یک‌جانبه کمک می‌کند.

– شفافیت بالا:

اطلاعات ثبت‌شده در بلاک‌چین برای همه اعضای شبکه قابل مشاهده است. این شفافیت باعث می‌شود که تراکنش‌ها به‌طور عمومی و بدون نیاز به اعتماد به یک فرد یا سازمان خاص تایید شوند.

– امنیت و تغییرناپذیری:

هر بلاک در زنجیره با استفاده از رمزنگاری امن شده و تغییر در آن به دلیل وابستگی به بلاک‌های قبلی عملاً غیرممکن است. این ویژگی از دستکاری اطلاعات جلوگیری می‌کند و بلاک‌چین را به یک پایگاه داده بسیار امن تبدیل می‌سازد.

– کاهش هزینه‌ها:

حذف واسطه‌ها و استفاده از قراردادهای هوشمند باعث کاهش هزینه‌های تراکنش می‌شود. این موضوع به‌ویژه در مواردی که به تسویه حساب‌های بین‌المللی یا قراردادهای خودکار نیاز است، مزیت بزرگی به شمار می‌آید.

– سرعت تراکنش‌ها:

در بسیاری از موارد، بلاک‌چین می‌تواند فرآیندهای تسویه حساب را که در سیستم‌های سنتی زمان‌بر هستند، سریع‌تر انجام دهد. به‌عنوان مثال، انتقال دارایی‌ها در بلاک‌چین در مقایسه با بانک‌ها می‌تواند به‌صورت لحظه‌ای انجام شود.

معایب:

– مصرف انرژی بالا:

بسیاری از بلاک‌چین‌ها از الگوریتم‌های اجماع مانند اثبات کار (Proof of Work) استفاده می‌کنند که نیاز به مصرف انرژی زیادی دارند. استخراج بیت‌کوین نمونه بارزی از این موضوع است که باعث افزایش مصرف برق و هزینه‌های محیط‌زیستی می‌شود.

– پیچیدگی و نیاز به تخصص:

استفاده و پیاده‌سازی بلاک‌چین به دانش فنی بالایی نیاز دارد. این موضوع باعث می‌شود که کسب‌وکارهای کوچک یا افراد غیرمتخصص به‌سختی بتوانند از این فناوری بهره‌مند شوند.

– عدم امکان تغییر اطلاعات:

تغییرناپذیری اطلاعات در بلاک‌چین مزیتی برای امنیت است، اما در مواقعی که نیاز به اصلاح اطلاعات وجود دارد، می‌تواند مشکل‌ساز شود. برای مثال، اگر یک تراکنش به اشتباه انجام شود، امکان ویرایش یا حذف آن در بلاک‌چین وجود ندارد و باید تراکنش جدیدی ثبت شود.

– مقررات و چالش‌های قانونی:

بسیاری از کشورها هنوز قوانین شفافی برای استفاده از بلاک‌چین و ارزهای دیجیتال ندارند. این عدم قطعیت قانونی می‌تواند برای کسب‌وکارهایی که می‌خواهند در این زمینه فعالیت کنند، چالش‌برانگیز باشد و باعث محدودیت در پذیرش آن شود.

نتیجه گیری

در این مقاله با مفهوم بلاک‌چین، اجزا و نحوه‌ عملکرد آن، کاربردها و مزایا و معایب و انواع فناوری‌های بلاک‌چین آشنا شدیم. فناوری بلاک‌چین به‌عنوان یک شبکه غیرمتمرکز، امکان انجام تراکنش‌ها را به‌صورت ایمن فراهم می‌کند و شفافیت داده‌ها و حفظ حریم خصوصی کاربران، به پذیرش گسترده‌تر این فناوری کمک می‌کند. اگرچه بلاک‌چین به‌واسطه ارزهای دیجیتال، به‌ویژه بیت‌کوین، شناخته شده است، اما کاربردهای آن فراتر از دنیای کریپتو بوده و با ورود به دهه سوم بلاک‌چین، دامنه‌ استفاده از آن هم در حال گسترش است.

سوالات متداول