بلاک چین چیست و چگونه کار می‌کند؟

بلاک چین نوع جدیدی از دیتابیس است که به راه حلی محبوب برای ذخیره ایمن اطلاعات تبدیل شده است. بر اساس برآوردهای مؤسسه‌ی تحقیقاتی IDC شرکت‌ها و سازمان‌ها در سال اخیر صدها میلیون دلار را صرف فناوری بلاک چین کرده‌اند که نسبت به سال گذشته بیش از دو برابر افزایش پیدا کرده است.

توضیح این فناوری، زیر ساخت‌ها و نحوه کار آن پیچیده و تخصصی است و حتی اگر از افراد فعال در این حوزه بخواهید بلاک چین را برای شما شرح دهند احتمالا پاسخ روشنی به شما نخواهند داد. به همین خاطر در بامیلو بلاگ سعی کرده‌ایم بدون وارد شدن به جنبه‌های فنی به برخی از مهمترین سوالاتی که در رابطه با بلاک چین در ذهن شما شکل گرفته پاسخ دهیم.

بلاک چین چیست؟

فناوری «دفتر کل توزیع شده» که با عنوان بلاک چین شناخته می‌شود، شامل چندین بلاک است که به صورت رمزنگاری شده به هم متصل شده‌اند و هر کدام مجموعه‌ای از تراکنش‌ها را در خود نگهداری می‌کند. به مجموعه این بلاک‌ها دفتر کل می‌گویند.

مزیت اصلی بلاک چین این است که به جای ذخیره داده‌ها در یک سرور یا مکان واحد، کپی‌های زیادی از دفتر کل در سرورها و کامپیوترهای کاربران اصلی نگهداری می‌شود.

این دفتر کل اشتراکی از قابلیت بالایی برای ذخیره سازی اطلاعات، صرفه جویی در هزینه‌ها و ارتقای ایمنی داده‌ها برخوردار است و به همین خاطر برخی آن را بزرگترین اختراع پس از اینترنت می‌دانند. بنیانگذار بیت‌کوین هنوز به صورت رسمی مشخص نشده اما از او به عنوان «ساتوشی ناکاموتو» یاد می‌شود.

چه ارتباطی بین بلاک چین و بیت کوین وجود دارد؟

یکی از کاربردهای فناوری بلاک چین داد و ستد و نگهداری سوابق ارزهای دیجیتال از جمله بیت‌کوین است. اولین بلاک چینی که در دنیا مشهور شد دیتابیسی است که تراکنش‌های بیت‌کوین روی آن ذخیره می‌شود.

به عبارت دیگر اگر بلاک چین را یک سیستم عامل در نظر بگیریم، ارز دیجیتال نرم افزار نصب شده روی آن خواهد بود. از معرفی بیت‌کوین در سال 2009 تا کنون حجم بلاک چین بیت‌کوین به حدود 185 گیگابایت افزایش پیدا کرده است.

دلیل نامگذاری بلاک چین چیست؟

در اسناد مربوط به دیتابیس جدید بیت‌کوین نامی از بلاک چین برده نشده اما این عنوان با گذشت زمان رواج پیدا کرد چرا که در این شبکه تمامی تراکنش‌های ورودی در بلاک‌های داده گردآوری شده و با استفاده از عملیات ریاضی پیچیده به هم دیگر متصل (chain) می‌شدند. این مساله بازنویسی یا تغییر رکوردهای قبلی را دشوار می‌کند. کارشناسان تاکید کرده‌اند که این طراحی پیش از بیت‌کوین هم وجود داشته اما شهرت خود را مدیون این ارز مجازی است.

فناوری بلاک چین در نحوه ذخیره سازی تراکنش‌ها چه تفاوتی با دیتابیس‌های دیگر دارد؟

کنترل اغلب دیتابیس‌های ذخیره اسناد مالی در دست یک موسسه مرکزی است و توسط آنها تغییر و تحول پیدا می‌کند. برای مثال در سیستم‌های مالی بانک‌ها مسئولیت پیاده‌سازی برداشت یا واریز به حساب‌های مشتریان را برعهده دارند.

در دیتابیس بلاک چین بیت‌کوین اما داستان متفاوت است و دفتر کل به صورت مشترک و توسط همه کامپیوترهای درگیر شبکه نگهداری و به‌روزرسانی می‌شود. به لطف ساز و کار اشتراکی اگر یکی از کامپیوترهای شبکه هک شده یا از دسترس خارج شود، شبکه با قدرت به کارش ادامه خواهد داد.

برای مثال هنگام داد و ستد یک ارز مجازی در بلاک چین رکوردی جدید ایجاد شده و اطلاعات تراکنش در آن ذخیره می‌شود. این رکورد به تمام کامپیوترهای درگیر شبکه ارسال می‌شود تا صحت آن را بررسی کنند و در واقع هنگام معامله بین دو نفر تعداد زیادی از کاربران ناظر و شاهد آن هستند.

طبیعت عمومی بلاک چین باعث مقایسه آن با ویکی‌پدیا شده که به جای یک نویسنده به تعداد زیادی از مشترکان تکیه دارد.

آیا تمام پروژه‌های بلاک چین به بیت‌کوین وابسته هستند؟

جواب این سوال منفی است و اغلب شبکه‌های بلاک چین ارتباطی با بیت‌کوین ندارند اما پس از موفقیت این زنجیره بلاکی متخصصان حوزه فناوری به استفاده از آن برای ذخیره سازی داده‌های دیگر علاقمند شدند.

آیا بلاک چین تنها برای ذخیره سازی تراکنش‌های ارز مجازی به کار می‌رود؟

بسیاری از کسانی که در ابتدا به پیاده سازی بلاک چین روی آوردند به دنبال شبیه سازی رمزپولی شبیه بیت‌کوین بودند اما با گذشت زمان و معرفی قابلیت‌های جدید، ذخیره سازی اطلاعات روی بلاک چین نیز میسر شد. برای مثال از بلاک چین ارز مجازی اتریوم می‌توان برای ایجاد، ذخیره و حتی اجرای برنامه‌های ساده بهره برد.

شرکت‌ها و سازمان‌ها و حتی دولت‌های بسیاری در پی ایجاد بلاک چین برای ذخیره داده‌های حساس هستند که هیچ ارتباطی با ارزهای مجازی ندارد. از این میان می‌توان به استفاده محدود از آن در انتخابات میان دوره ای کنگره آمریکا اشاره کرد.

ذخیره سازی از طریق بلاک چین چه مزایایی دارد؟

روش ذخیره سازی قدیمی که در آن قدرت در یک نهاد متمرکز است محدودیت‌هایی به همراه دارد. برای مثال اگر آن نهاد هدف حمله هکرها قرار گیرد یا دچار مشکلات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری شود، احتمال از دست رفتن تمام داده‌ها وجود دارد. اما به لطف فناوری بلاک چین مشارکت‌کنندگان در شبکه یک کپی از داده‌ها را در اختیار خواهند داشت و تراکنش‌هایشان را رهگیری می‌کنند. این مساله امنیت داده‌ها را به سطح قابل‌‌توجهی افزایش می‌دهد.

برای مثال یک شبکه عادی را تصور کنید که در آن بانک الف تراکنش‌هایش را با بانک ب رهگیری کرده و بانک ب نیز همین روال را تکرار می‌کند. این مساله به صرف زمان و منابع زیادی برای اطمینان از همگام بودن داده‌ها نیاز دارد اما بلاک چین با پیاده‌سازی سیستم اشتراکی روشی کارآمدتر را برای اطمینان از به‌روز بودن تراکنش‌ها فراهم می‌سازد.

اگر یک سیستم در شبکه بلاک چین از کار بیفتد چه اتفاقی رخ می‌دهد؟

یکسان بودن داده‌ها در سیستم‌های مختلف مهمترین و در عین حال پیچیده‌ترین مساله در شبکه‌های ذخیره سازی است اما فناوری بلاک چین آماده حل این چالش است.

واحد‌های جدید بیت‌کوین از طریق فرایندی به نام ارزکاوی ایجاد می‌شوند. طی این فرایند از یکسان بودن داده‌ها و انجام به‌روزرسانی جدید در کامپیوترهای متصل به شبکه نیز اطمینان حاصل می‌شود.

دیگر ارزهای مجازی نیز از همین روش برای به‌روزرسانی داده‌ها در شبکه استفاده می‌کنند اما اگر در بلاک چین از ارز مجازی استفاده نشود باید از طریق دیگری سیستم‌ها را برای به‌روزرسانی دفتر کل مجاب کرد که الگوریتم اجماع (consensus algorithm) نام دارد. از این ساز و کار برای دستیابی به توافق روی مقدار داده واحد در میان سیستم‌های توزیع شده استفاده شده و برخوردار بودن اعضای شبکه از یک کپی دفتر کل را تضمین می‌کند.

آیا همه می‌توانند در بلاک چین عضو شوند؟

به لطف عرضه ده‌ها نوع ارز مجازی در دنیا همه می‌توانند با ملحق شدن به بلاک چین در به‌روزرسانی یک دفتر کل توزیع شده مشارکت داشته باشند. البته این مساله باعث شده بسیاری از شرکت‌ها به سمت بلاک چین‌های خصوصی حرکت کنند که تنها کامپیوترهای دارای مجوز امکان عضویت در آن را دارند.

آیا سرقت ارزهای مجازی دلیلی بر ناامن بودن بلاک چین نیست؟

دلیل بسیاری از دستبردها به ارزهای مجازی نه عدم امنیت بلاک چین بلکه هک شدن رمز یا کلید خصوصی کیف پول ارز مجازی کاربران است که از آن برای نگهداری بیت‌کوین و غیره استفاده می‌شود. رمزپول‌ها در برابر چنین سرقت‌هایی آسیب پذیرند چون پس از خروج ارز مجازی از کیف پول دیجیتال هیچ نهاد خاصی برای بازگردانی آن وجود ندارد. فراموش نکنید که امنیت هر کیف پول مجازی دقیقا برابر با میزان امنیت کلید خصوصی آن است.

از آنجا که تمام بلاک‌های دفتر کل با هم تغییر می‌کنند، دستکاری آن توسط یک عامل غیر مجاز واضح خواهد بود. بنابرین اگرچه کلیدهای خصوصی از نظر امنیتی آسیب پذیرند اما بلاک چین در برابر تغییر رکوردهای دیتابیس توسط هکرها تا حد زیادی نفوذ ناپذیر است.

آیا برتری بلاک چین بر روش‌های قدیمی ذخیره‌سازی داده ثابت شده است؟

جواب این سوال را نمی‌توان با قاطعیت داد. ارزهای مجازی کارایی بلاک چین را تا حد زیادی به تصویر کشیده‌اند اما نمی‌توان کمبودهای آنها را نادیده گرفت. از آنجا که تمام کامپیوترهای عضو بلاک چین باید تمام تراکنش‌ها را ثبت کنند، در میزان داده‌های قابل پردازش محدودیت‌هایی وجود دارد. تا کنون تلاش‌های بسیاری برای رفع این محدودیت صورت گرفته اما هیچکدام به نتیجه خاصی دست پیدا نکرده‌اند.

منتقدان طراحی بلاک چین بر این باورند که ذخیره مشترک داده‌ها توجیه منطقی ندارد مگر در مواردی که نمی‌توان به یک نهاد مرکزی تکیه کرد.

در حال حاضر جدای از ارزهای مجازی در موارد اندکی از بلاک چین برای ذخیره داده استفاده شده و از اینرو سوال‌های بسیاری در مورد کارایی آنها در دنیای واقعی بی پاسخ مانده است.