بلاک چین (Blockchain)به زبان ساده | معرفی انواع بلاکچین + ویژگی ها

با گسترش ارز‌های دیجیتال و سرمایه‌گذاری بر روی آن توسط کاربران، سؤالات مختلفی در ذهن افراد شکل گرفته است که بررسی و پاسخگویی به آن‌ها برای افراد تازه کار و حتی برخی متخصص‌ها بسیار دشوار است.

یکی از مفاهیمی که با معروف شدن ارز‌های دیجیتال شناخته شد، بلاکچین است که رمز‌ ارزهای بزرگی مثل اتریوم و بیت کوین بر مبنای این تکنولوژی ساخته شده‌اند؛ اما Blockchain همیشه با رمز ارز‌ها مرتبط نیست. این تکنولوژی شرایط آسانی برای ذخیره و ثبت اطلاعات در ابعاد گسترده فراهم کرده و امکان نگهداری اطلاعات را به صورت توزیع شده دارد. در ادامه به آشنایی با ساختار این مفهوم می‌پردازیم و تکنولوژی بلاکچین را از ابعاد مختلف بررسی می‌کنیم.

بلاک چین (Blockchain) چیست؟

به سیستم ثبت گزارش و اطلاعات در فضای ارز‌های دیجیتال بلاکچین گفته می‌شود. تفاوت اصلی این فناوری با سایر سیستم‌های نگهداری دیتا در این است که اطلاعات موجود بر روی آن می‌تواند در میان تمام اعضای شبکه رمز ارز‌ها به صورت اشتراکی نگهداری شود.

زمانیکه داده‌ها رمزنگاری شده و در میان اعضا توزیع شوند، دیگر امکان دستکاری، حذف یا هک اطلاعات ثبت شده از بین می‌رود. بلاکچین همراه با پیدایش بیت کوین شناخته شده و تمام اطلاعات دارایی‌های کاربران در این رمز ارز بر پایه تکنولوژی Blockchain ذخیره و نگهداری می‌شوند.

در این دیتابیس اطلاعات از طریق یک سیستم کامپیوتری به صورت الکترونیکی در بلوک‌ها ذخیره می‌شوند. میزان ظرفیت نگه داری اطلاعات این بلوک‌ها محدود است و باید پس از تکمیل شدن، به بلوک پرشده قبلی افزوده شوند. در نهایت یک زنجیره از گروه‌های دارای اطلاعات شکل می‌گیرد که به عنوان زنجیره بلوکی شناخته می‌شود و اطلاعات ذخیره شده در این بلوک‌ها غیرقابل تغییر است.

انواع مختلفی از زنجیره‌های بلوکی برای نگهداری اطلاعات خصوصی سازمان‌ها و نهاد‌ها استفاده می‌شوند که به زنجیره بلوکی سازمانی معروف هستند. البته این نوع Blockchain در حوزه تمرکززدایی که هدف اصلی این فناوری است، حرف چندانی برای گفتن ندارد.

چرا به بلاکچین نیاز داریم؟

بلاک‌چین فناوری نوآورانه است که به طور گسترده در حوزه‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فناوری در ابتدا به عنوان زیرساخت اصلی بیت‌کوین، اولین ارز دیجیتال متمرکز شروع شد، اما امروزه به عنوان ابزاری برای حل مسائل مختلف و متنوع در بسیاری از صنایع و استفاده‌ می‌شود. در اینجا به برخی از دلایلی که باعث استفاده گسترده از بلاک‌چین در جوامع مختلف شده‌اند، اشاره خواهیم کرد:

امنیت بالای بلاکچین

یکی از اصلی‌ترین دلایل استفاده از بلاک‌چین، امنیت بالای آن است. بلاک‌چین با استفاده از الگوریتم‌های رمزنگاری پیشرفته اطلاعات را در بلوک‌های متوالی با هم پیوند می‌دهد. هر بلوک دارای هش یا امضای دیجیتال است. این ساختار امکان تغییر دادن داده‌ها در بلوک‌ها را بسیار سخت می‌کند و تلاش برای تغییر یک بلوک نیاز به تغییر بلوک‌های بعدی را می‌طلبد.

عدم وابستگی به واسطه‌ها

در سنتی‌ترین روش‌ها برای انجام تراکنش‌ها و تبادل اطلاعات نیاز به واسطه‌ها مانند بانک‌ها، موسسات مالی است. با استفاده از بلاک‌چین این وابستگی به واسطه‌ها کاهش می‌یابد و امکان تبادل مستقیم بین افراد فراهم می‌شود. این امر می‌تواند منجر به کاهش هزینه‌ها و زمان مورد نیاز برای انجام تراکنش‌ها شود.

شفافیت بالای بلاک‌چین‌ها

بلاک‌چین به دلیل ساختار غیرمتمرکز و عمومی خود شفافیت بالایی را در انجام تراکنش‌ها و ثبت داده‌ها فراهم می‌کند. همه اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها و داده‌های ثبت شده در بلاک‌چین به صورت عمومی در دسترس و قابل مشاهده هستند. این ویژگی شفافیت اعتماد عمومی را به‌طور قابل توجهی افزایش می‌دهد و امکان بررسی و اثبات صحت تراکنش‌ها و تاریخچه داده‌ها را فراهم می‌کند.

غیرقابل تغییر بودن

یکی از ویژگی‌های بارز بلاک‌چین عدم تغییرپذیری داده‌های ثبت شده در آن است. هر بلوک دارای هش یا امضای دیجیتال است که با بلوک قبلی و بعدی پیوند خورده. به این ترتیب هر تغییری در یک بلوک منجر به تغییر هش‌های بعدی می‌شود و این تغییرات در سراسر شبکه قابل مشاهده هستند. این ویژگی باعث می‌شود که بلاک‌چین برای ذخیره سازی داده‌های تاریخی و ثبت دائمی و قابل اعتماد آن‌ها بسیار مناسب باشد.

انتقال سریع و ارزان هزینه

بلاک‌چین امکان انتقال سریع و ارزان دارایی‌ها و ارزهای دیجیتال را فراهم می‌کند. انتقال تراکنش‌ها در بلاک‌چین بدون واسطه‌ها و با هزینه‌های کمتر صورت می‌گیرد. این ویژگی به خصوص در ارزهای دیجیتال مانند بیت‌کوین و اتریوم که به عنوان ارزهای دیجیتال متمرکز و مستقل عمل می‌کنند، بسیار مهم است.

نحوه کار بلاکچین چگونه است؟

بلاکچین براساس مفهومی به نام مدل اثبات کار (Proof-of-Work) عمل می‌کند. در این مدل بلاک‌چین به صورت سلسله‌ مراتبی از بلوک‌ها ساخته می‌شود که هر بلوک حاوی اطلاعات متنوعی است. حالا به تفصیل به نحوه کار بلاک‌چین پرداخته می‌شود:

• بلوک‌ها و زنجیره: بلاک‌چین از زنجیره‌ای از بلوک‌ها تشکیل شده است. هر بلوک حاوی داده‌هایی است که توسط شبکه بلاک‌چین جمع‌آوری شده‌اند. این داده‌ها می‌توانند اطلاعات تراکنش‌ها، قراردادهای هوشمند، اطلاعات کاربران و سایر اطلاعات مرتبط با بلاک باشند.
• هش و امضای دیجیتال: هر بلوک دارای یک هش است که با بلوک قبلی ارتباط دارد. هش تابع رمزنگاری است که با استفاده از داده‌های بلوک خروجی یکتا تولید می‌کند.
• مدل اثبات کار: برای افزودن بلوک جدید به بلاک‌چین نیاز به انجام فرایند محاسباتی سخت است. این فرایند به عنوان استخراج یا ماینینگ شناخته می‌شود. در این فرایند ماینرها با استفاده از توان محاسباتی خود سعی می‌کنند یک هش با ویژگی‌های خاصی را پیدا کنند که شرایط مشخصی را برآورده کند.
• تأیید توسط شبکه: هنگامی که ماینر موفق به پیدا کردن هش معتبر می‌شود، بلوک جدید به بلاک‌چین اضافه خواهد شد. این بلوک به طور خودکار توسط سایر اعضای شبکه تایید می‌شود و اطلاعات آن در سراسر شبکه پخش وجود خواهد داشت. سایر ماینرها نیز بررسی می‌کنند که بلوک جدید قوانین بلاک‌چین را رعایت کرده و از نظر امنیتی معتبر است.
• توزیع بلاک‌ها و پاداش: ماینرها به عنوان انجام دهندگان استخراج بلوک عمل می‌کنند و به عنوان تشویق برای مشارکت در فرایند استخراج بلوک پاداشی دریافت می‌کنند.

کارکرد اصلی این تکنولوژی مانند پایگاه داده است با این تفاوت که کنترل آن در اختیار هیچ نهاد یا ارگانی قرار ندارد و به مرکزیت خاصی تعلق نگرفته است. اطلاعات ذخیره شده در فضای زنجیره بلوکی با اطلاعات موجود در پایگاه داده‌ها تفاوت‌های خاصی دارد. اشتراک‌گذاری داده‌ها در میان اعضا و غیرقابل تغییر بودن اطلاعات از مهم‌ترین تفاوت‌های این روش ذخیره‌سازی دیتا است.

اطلاعات ذخیره شده در بلاک‌ها می‌تواند به غیر از تراکنش‌ها، شامل هر چیز دیگری باشد. اطلاعات موجود در هر بلاک دارای هش است که به عنوان مجموعه‌ای از کاراکتر‌ها شناخته می‌شود و از آن در ساخت الگوریتم‌های خاص می‌توان استفاده کرد. در هر بلاک اطلاعات خاصی ذخیره می‌شود و بر اساس نوع دیتا، هش با نماد متفاوتی ظاهر می‌شود. کوچکترین تغییر یا حذف در اطلاعات یک بلاک می‌تواند هش‌های مجموعه را به طور کامل تغییر دهد. در واقع ویژگی اصلی این فناوری عدم تغییر یا حذف اطلاعات به دور از چشم اعضای شبکه است.

برای درک بهتر مفهوم بلاکچین به این مثال توجه کنید. یک فرد در جمع ۴۰ نفری یک برگه دارای اطلاعات را در اختیار تمام اعضا قرار می‌دهد و همه می‌توانند از آن عکس بگیرد. در این صورت اگر فرد اطلاعات این برگه را تغییر دهد یا پاره کند، این مسئله توسط جمع قابل قبول نخواهد بود؛ چراکه هرکدام یک نسخه از برگه اصلی را در موبایل خود دارند که امکان حذف آن از همه این موبایل‌ها وجود ندارد. حال در هر Blockchain عمومی که تعداد اعضا می‌تواند میلیون‌ها نفر باشد و در بلاکچین خصوصی که تعداد اعضای آن محدود باشد، امکان تغییر اطلاعات ذخیره شده برای همه این اعضا وجود ندارد.

ویژگی‌های بلاک چین

تکنولوژی Blockchain دارای ویژگی‌های خاصی است که باعث تفاوت آن با تمام انواع شبکه‌های ذخیره اطلاعات می‌شود. این ویژگی‌ها شامل موارد زیر است:

• ایمنی بسیار زیاد: تمام اطلاعات ورودی به زنجیره بلوکی رمزنگاری می‌شوند و پس از آن امکان سیو آن‌ها وجود دارد. در نتیجه امنیت اطلاعات بالا می‌رود و وجود فناوری هش مانع هر نوع دستکاری در دیتا می‌شود.
• شفافیت کار: اطلاعات ذخیره شده در زنجیره بلوکی برای تمام اعضا به اشتراک گذاشته می‌شود و به همین دلیل فرایند آن شفافیت خاصی دارد. البته این مورد برای Blockchain عمومی و اعضای دارای مجوز مشاهده تراکنش‌ها فعال است.
• عدم امکان تغییر در اطلاعات: از ویژگی‌های دیگر این تکنولوژی می‌توان به غیرقابل تغییر یا حذف بودن دیتا اشاره کرد؛ در واقع ذخیره اطلاعات باید با تأیید اکثریت اعضا انجام شود و پس از ثبت دیتا دیگر امکان تغییر یا حذف آن وجود ندارد.

معرفی انواع بلاکچین

زنجیره بلوکی بر اساس عوامل مختلف به انواع گوناگونی تقسیم می‌شود که هرکدام ویژگی‌های خاص خود را دارند. این موارد شامل Blockchain عمومی، خصوصی، کنسرسیومی و هیبریدی است در ادامه هر یک را بررسی می‌کنیم.

• عمومی

در شبکه عمومی امکان دسترسی به اطلاعات برای عموم فراهم شده و به صورت غیرمتمرکز مدیریت می‌شود. در این زنجیره بلوکی همه نود‌ها یا گره‌ها برای دسترسی به اطلاعات، اعتبارسنجی یا طراحی بلوک جدید دارای حقوق برابر هستند. از انواع شبکه عمومی Blockchain می‌توان به زنجیره اتریوم، بیت کوین و سایر رمز ارز‌ها اشاره کرد.

• خصوصی

این نوع زنجیره بلوکی با عنوان بلاکچین مدیریت شده معروف است که در کنترل آن سازمان‌ها و نهاد‌های خاصی فعالیت می‌کنند و این نهاد‌ها هستند که تصمیم می‌گیرند تا اعضای اپراتور و نود‌ها چه کسانی باشند. این شبکه تا حدی غیرمتمرکز است اما امکان دسترسی عموم به آن وجود ندارد. از نمونه‌های Blockchain خصوصی می‌توان به هایپر لجر، شبکه تبادل ارز مجازی، B۲B ریپل و… اشاره کرد.

• کنسرسیومی

این زنجیره‌های بلوکی دارای مجوز هستند و تمرکززدایی آن‌ها نسبت به نمونه‌های خصوصی بیشتر است. به همین دلیل اداره آن در اختیار سازمان‌ها و نهاد‌های خاصی است که امنیت زنجیره را افزایش می‌دهد. راه‌اندازی این نوع Blockchain دشواری‌های خاصی داشته و نیاز به همکاری سازمان‌های مختلف دارد.

همچنین برخی از آن‌ها ممکن است فناوری لازم برای استفاده از تکنولوژی بلاکچین را نداشته باشند و همچنین چالش‌های لجستیکی برای آن‌ها ایجاد شود. هزینه‌های اولیه ذخیره اطلاعات به صورت دیجیتالی و اشتراک‌گذاری آن با سایر اعضا بسیار زیاد است.

• هیبریدی

کنترل این زنجیره بلوکی نیز بر پایه یک سازمان خاص است و برای اعتبارسنجی برخی از تراکنش‌های خاص سطح نظارت متفاوتی دارد.

تفاوت شبکه‌های بلاکچین خصوصی و عمومی چیست؟

شبکه‌های بلاکچین را می‌توان به دو دسته عمده تقسیم کرد: شبکه‌های بلاک‌چین خصوصی و شبکه‌های بلاک‌چین عمومی. این دو دسته تفاوت‌های مهمی در مورد ساختار، قابلیت دسترسی و میزان امنیت دارند.

در شبکه‌های بلاک‌چین خصوصی دسترسی به شبکه محدود به اعضای انتخاب شده یا مجموعه‌ای از شرکت‌ها و سازمان‌ها است، اما در شبکه‌های بلاک‌چین عمومی هر فردی می‌تواند به شبکه متصل شده و تراکنش‌ها را بررسی و انجام دهد.

به دلیل تعداد کم شرکت‌کنندگان در شبکه شبکه‌های بلاک‌چین خصوصی معمولا سرعت و مقیاس‌پذیری بالاتری نسبت به شبکه‌های بلاک‌چین عمومی دارند. همچنین در شبکه‌های بلاک‌چین خصوصی نقش امنیت بیشتر بر عهده شرکت‌کنندگان در شبکه است و به صورت متمرکز توسط آن‌ها تأمین می‌شود، اما در شبکه‌های بلاک‌چین عمومی امنیت به صورت غیرمتمرکز توسط شبکه و شرکت‌کنندگان تامین می‌شود.

یکی از ویژگی‌های شبکه‌های بلاک‌چین عمومی شفافیت بالا است. تمامی تراکنش‌ها در شبکه به طور عمومی قابل مشاهده هستند و هر فرد می‌تواند تاریخچه کاملی از تراکنش‌ها را بررسی کند. در کل تفاوت اصلی بین شبکه‌های بلاک‌چین خصوصی و عمومی در میزان دسترسی، سرعت و مقیاس‌پذیری، امنیت و شفافیت آن‌ها است.

شبکه‌های بلاکچین خصوصی برای سازمان‌ها و شرکت‌ها با اهمیت بالا و نیاز به کنترل دسترسی و امنیت بیشتر مناسب هستند، درحالی‌که شبکه‌های بلاک‌چین عمومی برای استفاده عمومی و تراکنش‌های عمومی و شفافیت بالا استفاده می‌شوند.

انواع لایه‌های شبکه بلاکچین

در ساختار کلی زنجیره بلوکی بر اساس نوع عملکرد لایه‌های مختلف اجماع، فعال‌سازی، داده، شبکه، قرارداد و اپلیکیشن وجود دارد. وجود این لایه‌ها در کنار یکدیگر زمینه کارکرد صحیح Blockchain را فراهم می‌کنند و از نظر ساختاری نمی‌توان آن‌ها را از یکدیگر جدا کرد. همچنین بر اساس تقسیم‌بندی دیگری بر مبنای مقیاس‌پذیری و اهداف شبکه بلاکچین این تکنولوژی دارای ۴ لایه صفر، یک، دو و سه است. لایه صفر با اینترنت بلاکچین‌ها، لایه یک با ذخیره اطلاعات، لایه ۲ با مقیاس‌پذیری و سرعت و لایه 3 با عنوان رابط کاربری و برنامه‌های غیرمتمرکز معروف هستند.

کاربرد‌های فناوری بلاکچین

این فناوری فقط به ارز‌های دیجیتال اختصاص ندارد و امکان ذخیره اطلاعات با روش‌های خاص در آن فراهم شده است؛ اما به دلیل اهمیت مباحث اقتصادی و کسب درآمد و سرمایه‌گذاری تکنولوژی Blockchain در حوزه ارز‌های دیجیتال مورد توجه تریدر‌ها قرار دارد.

از کاربرد‌های دیگر این فناوری می‌توان به شفافیت بسیار بالا و امکان ردیابی اطلاعات در آن اشاره کرد که در نتیجه از حقوق افراد در تولید اثر به صورت مادی و معنوی حفاظت می‌کند. همچنین در برخی از جدیدترین تلفن‌های همراه هوشمند امکان پشتیبانی از تکنولوژی بلاکچین فراهم شده است.

در کنار این موارد در صنعت پزشکی نیز از فناوری Blockchain استفاده می‌شود و امکان رساندن منابع دارویی به صورت مستقیم برای افراد نیازمند از این طریق سرعت می‌گیرد. علاوه براین اشتراک‌گذاری داده‌ها در فضای بلاکچین برای اعضا، امنیت آزمایش‌های بالینی را افزایش می‌دهد.

در کنار این موارد بلاکچین در بهبود زنجیره تأمین بخش غذایی نقش اساسی ایفا می‌کند؛ چراکه امکان بررسی اصالت، اطلاعات دقیق محصول از این طریق در اختیار کاربران قرار می‌گیرد.

مفهوم مقیاس‌ پذیری بلاکچین

با توجه به این مسئله که بیت کوین بر پایه فناوری زنجیره بلوکی ساخته شده، محدودیت‌های شبکه آن نیز به پای Blockchain است. مفهوم مقیاس‌پذیری به قدرت پردازش تراکنش‌ها در شبکه بلاکچین بر واحد زمان می‌گویند. در واقع در شبکه اصلی بیت کوین در هر ثانیه ۷ تراکنش انجام می‌شود؛ اما وجود قابلیت مقیاس‌پذیری باعث افزایش سرعت و تعداد تراکنش‌ها در هر ثانیه می‌شود.

مفهوم مکانیسم اجماع بلاکچین

در بستر فناوری بلاکچین تمام تراکنش‌ها و اطلاعات در یک دفتر کل توزیع می‌شوند و باید صحت آن‌ها به تأیید تمام اعضا برسد. به دلیل اینکه مدیریت شبکه Blockchain توسط اعضا انجام می‌شود، نمی‌توان تأیید تراکنش‌ها را به اعضای خاصی محدود کرد و همه اعضا باید به اجماع برسند. مکانیسم اجماع بلاکچین دارای انواع مختلفی است که هرکدام شرایط خاص خود را دارند.

نقاط قوت و ضعف شبکه‌های Blockchain

شبکه‌های بلاک‌چین مانند بیت‌کوین و اتریوم دارای نقاط قوت و ضعف خاصی هستند. یکی از نقاط قوت بزرگ شبکه‌های بلاک‌چین، امنیت بالای آن‌ها است. بلاک‌چین با استفاده از الگوریتم‌های رمزنگاری و مدل امنیتی مبتنی بر مدل اثبات کار تقریبا غیرممکن است تا شخص یا گروهی بتوانند اطلاعات را تغییر دهند یا تقلب کنند.

یکی دیگر از ویژگی‌های بلاک‌چین عدم تغییرپذیری داده‌ها است. هر بلوک در بلاک‌چین امضای دیجیتالی خاص دارد. همچنین تمام تراکنش‌ها در بلاک‌چین به صورت عمومی در دسترس هستند. این شفافیت می‌تواند برای کاربردهایی مانند ارزهای دیجیتال بسیار مفید باشد.

علاوه‌بر این‌ها شبکه‌های بلاک‌چین اغلب به عنوان سامانه‌های غیرمتمرکز شناخته می‌شوند. این امر به این معنی است که هیچ مرکز کنترل و حاکمیتی بر شبکه وجود ندارد و تصمیم‌گیری‌ها به صورت جمعی و توافقی بین شرکت‌کنندگان در شبکه صورت می‌گیرد.

از نقاط ضعف بلاک‌چین نیز می‌توان به مقیاس‌پذیری اشاره کرد. به عبارت دیگر توانایی پشتیبانی از تعداد بزرگی از تراکنش‌ها در زمانی مشخص. بلاک‌چین‌هایی مانند بیت‌کوین با محدودیت‌هایی در مورد تعداد تراکنش‌های قابل پردازش در هر ثانیه روبه‌رو هستند.

همچنین روش اثبات کار مورد استفاده در بلاک‌چین‌ها نیازمند محاسبات سنگین است و زمان و انرژی زیادی را می‌طلبد. این محاسبات هزینه‌های قابل توجهی را برای شبکه و ماینرها به همراه دارد. در شبکه‌های بلاک‌چین با الگوریتم اثبات کار اگر گروهی یا شخصی توانایی کنترل بیش از ۵۱٪ از قدرت محاسباتی شبکه را داشته باشد، می‌تواند حملاتی مانند حمله ۵۱٪ را انجام دهد. علاوه‌بر این‌ها با وجود مزایای بلاک‌چین هنوز قوانین و مقررات قانونی کاملی در بسیاری از کشورها در این زمینه وجود ندارد.

نتیجه‌گیری

مکانیسم کلی شبکه نگهداری اطلاعات بلاکچین بر پایه سیستم‌های توزیع شده و رمزنگاری ساخته شده است. از طریق این فناوری اطلاعات می‌توانند بدون تغییر و به صورت دائمی در یک محیط بسیار ایمن ثبت شوند. به همین دلیل این تکنولوژی به صورت یک پایگاه داده است که اطلاعات آن برای همه کامپیوتر‌های متصل به شبکه توزیع می‌شود. در نتیجه داشتن رمز و ثبت اطلاعات در همه کامپیوتر‌ها امکان حذف و هک سوابق را غیرممکن می‌کند. اولین کاربرد فناوری زنجیره‌ بلوکی در بیت کوین خود را نشان داده اما وجود آن در تمام سیستم‌ها باعث افزایش امنیت اطلاعات می‌شود.

اکسیر به عنوان اولین و امن‌ترین صرافی دیجیتال ایرانی است که به کاربران خود کیف پول اختصاصی ارائه می‌دهد. در این صرافی دانش‌بنیان انواع مختلف امکانات موردنیاز برای سرمایه‌گذاری در بازار ارز‌های دیجیتال فراهم شده است. قابلیت‌ها و مزایا مختلف موجود در این صرافی باعث تفاوت آن نسبت به سایر صرافی‌ها شده و کاربران می‌توانند از امکانات آن بهره ببرند. این مقاله به دنبال هیچ‌گونه توصیه مالی و پیشنهاد خرید و فروش ارز دیجیتال یا رمز ارز خاصی نبوده و باید با تحقیق و بررسی‌های خودتان اقدام به سرمایه‌گذاری یا خرید و فروش در ارز‌های دیجیتال نمایید.