فناوری بلاک چین بی‌تردید یکی از بزرگ‌ترین نوآوری‌های قرن بیست‌ویکم است. با توجه به تأثیر موجی بلاک چین روی بخش‌ها و صنایع مختلف، از امور مالی گرفته تا زنجیره تأمین و حتی آموزش و پرورش، آشنایی با این فناوری و نحوه به‌کارگیری مؤثر آن، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. کاربردهای فناوری بلاک چین در دنیای واقعی، آن‌قدر زیاد و جذاب است که نمی‌توان آن را نادیده گرفت.
- بلاک چین چیست؟
- ویژگی‌های اصلی بلاک چین
- ۱. تغییرناپذیری و شفافیت
- ۲. غیرمتمرکز بودن
- ۳. امنیت پیشرفته
- ۴. دفتر کل توزیع‌شده
- ۵. مکانیسم اجماع
- ۶. سرعت در تسویه واریزها
- تاریخچه بلاک چین
- بلاک چین چگونه کار می‌کند؟
- پروتکل‌های بلاک چین
- مزایای فناوری بلاک چین
- افزایش دقت با حذف دخالت انسان در فرایند راستی‌آزمایی
- کاهش هزینه با حذف واسطه‌های شخص ثالث
- تمرکز زدایی و دشواری دستکاری
- تراکنش‌های کارآمد، خصوصی و امن
- شفافیت فناوری
- بانکداری بدون بانک
- معایب فناوری بلاک چین
- انواع بلاک چین
- کاربردهای بلاک چین
- قراردادهای هوشمند
- امور مالی غیرمتمرکز
- توکن‌های غیرمثلی
- زنجیره تأمین
- مطالبات بیمه
- تأیید هویت
- اینترنت اشیا
- آرشیو و ذخیره فایل
- سیستم رأی‌گیری
- مراقبت‌های بهداشتی
- سوابق مالکیت اموال
- تفاوت بلاک چین با بیت کوین
- جمع‌بندی
در این مطلب به بررسی کامل فناوری بلاک چین، کاربردها و مزایا و معایب آن می‌پردازیم. با انواع بلاک چین و مفاهیم مهم مرتبط با آن آشنا می‌شویم و درباره سیر تکاملی آن توضیح خواهیم داد. بنابراین اگر دوست دارید بدانید بلاک چین چگونه کار می‌کند و به‌دنبال مطلبی جامع می‌گردید که با زبانی ساده پیچیدگی‌های آن را توضیح دهد، این مقاله برای شماست.
پیش از ادامه مطالعه این مطلب نیز بد نیست سری به مقاله رمز ارز چیست ما بزنید.
بلاک چین چیست؟
بلاک چین (blockchain) یک فناوری ثبتِ دیجیتالی است که انواع داده‌ها و اطلاعات را در خود ذخیره می‌کند به‌طوری که ذخیره‌سازی اطلاعات به‌صورت بلوک‌های پشت‌سرهم است تا امکان دستکاری داده‌ها از بین برود یا به‌حداقل برسد.
اگر تعریف بالا برایتان شفاف نیست، در ادامه بلاک چین را به زبانی ساده‌تر توضیح داده‌ایم.
در حقیقت تفاوت اصلی بلاک چین با هر پایگاه داده (هرجایی که اطلاعات در آن ثبت می‌شود) این است که توزیع‌شده و غیرقابل‌دستکاری عمل می‌کند؛ یعنی برخلاف سیستم‌های سنتی، داده‌ها را در یک صفحه اکسل یا سرورهای مرکزی ذخیره نمی‌کند.
در حقیقت، بلاک چین تشکیل شده است از تعداد زیادی کامپیوتر و هر کامپیوتر یک نسخه از اطلاعات را در خود ذخیره کرده است . به همین دلیل، نیازی به یک قدرت متمرکز برای مدیریت پایگاه داده خود ندارد. برای همین، بلاک چین یک دفتر کل توزیع‌شده است.
به‌کمک بلاک چین می‌توان به‌صورت دائمی، تغییرناپذیر و شفاف، همه داده‌ها و تراکنش‌ها را ثبت کرد. هرچیزی که دارای ارزش است، خواه کالای فیزیکی باشد یا غیرفیزیکی، در این شبکه مبادله‌شدنی است. از نظر تئوری و در بهترین حالتِ اجرا، بعد از ثبت اطلاعات در بلاک چین، هرگز نمی‌توان چیزی را در آن تغییر داد.
بیت کوین و ارزهای دیجیتال از بلاک چین برای ذخیره اطلاعات تراکنش‌ها استفاده می‌کنند؛ اما بلاک چین می‌تواند در هر جا که نیاز به ثبت اطلاعات به‌صورت توزیع‌شده و امن باشد، کاربرد داشته باشد.
بیشتر بخوانید: تفاوت بلاک چین و پایگاه داده (دیتابیس) سنتی چیست؟
بلاک چین به زبان ساده
به زبان ساده، بلاک چین یک نوع سیستم ثبت اطلاعات و گزارش است. تفاوت آن با سیستم‌های دیگر این است که اطلاعات ذخیره‌شده روی این نوع سیستم، میان همه اعضای یک شبکه به اشتراک گذاشته می‌شود. با استفاده از رمزنگاری و توزیع داده‌ها، امکان هک، حذف و دستکاری اطلاعات ثبت‌شده، تقریباً از بین می‌رود.
مفهوم بلاک چین که سابقه زیادی دارد، با پیدایش بیت کوین در دنیای مالی مطرح شد و بیشتر بر سر زبان‌ها افتاد، چون پادشاه ارزهای دیجیتال از این راهکار برای ذخیره اطلاعات مربوط به دارایی کاربران بهره برد.
بیشتر بخوانید: بیت کوین چیست؟
برای درک بهتر بلاک چین به مثال زیر توجه کنید:
در یک جمع ۱۰۰ نفری، برگه‌ای حاوی اطلاعات را بالا می‌گیریم و همه با تلفن همراه‌شان از آن برگه عکس می‌گیرند. حالا اگرما آن اطلاعات را نابود کنیم یا تغییری در آن بدهیم، دیگر برای آن جمع پذیرفته نیست؛ چون آن‌ها یک کپی از نسخه اصلی را دارند؛ مگر اینکه موبایل همه را بگیریم و آن را حذف کنیم.
این جمعی که از آن صحبت کردیم می‌تواند چندین میلیون نفر باشد که در بیت کوین و اتریوم و سایر ارزهای دیجیتال بلاک چینی شاهد آن هستیم یا به‌صورت خصوصی برای یک گروه خاص استفاده شود.
بلاک چین‌ها می‌توانند به صورت خصوصی و برای اهداف خاص در یک نهاد یا سازمان مورد استفاده قرار بگیرند که به آن بلاک چین سازمانی (Enterprise blockchain) هم می‌گویند.
ویژگی‌های اصلی بلاک چین
فناوری بلاک چین دارای شش ویژگی اصلی است:
۱. تغییرناپذیری و شفافیت
مکانیسم بلاک چین طوری است که وقتی بلاک‌های جدید به دفتر کل اضافه می‌شوند، دیگر کسی نمی‌تواند به عقب برگردد و آن را دستکاری، حذف یا ویرایش کند.
۲. غیرمتمرکز بودن
بلاک چین هیچ مرجع یا نهاد واحدی ندارد که آن را کنترل کند. گروهی متشکل از رایانه‌ها که به آن‌ها نود (Node) می‌گویند شبکه را مدیریت می‌کنند. می‌توانیم هرچیزی از ارز دیجیتال گرفته تا اسناد مهم و قراردادها را در آن ذخیره کنیم و با استفاده از کلید خصوصی مستقیماً به آن‌ها دسترسی داشته باشیم.
بیشتر بخوانید: ارز دیجیتال غیرمتمرکز چیست؟ بررسی همه‌جانبه مفهوم تمرکززدایی
۳. امنیت پیشرفته
همین که بلاک چین نیازی به مرجع مرکزی ندارد، امنیت آن را تضمین می‌کند. زیرا هیچ قدرتی نمی‌تواند به‌میل خود ویژگی‌های شبکه را تغییر دهد. بااین‌حال، استفاده از رمزنگاری در این سیستم هم لایه امنیتی دیگری به آن اضافه می‌کند.
سیستم امنیتی بلاک چین از نوع «دو کلید» است. تمام اطلاعات موجود در بلاک چین رمزنگاری شده‌اند و ماهیت واقعی داده‌ها پنهان است. با کلید عمومی که فقط یک آدرس شامل رشته‌ای از حروف و اعداد است تراکنش‌ها را انجام می‌دهید و برای امضای تراکنش‌ها از کلید خصوصی استفاده می‌کنید.
۴. دفتر کل توزیع‌شده
بلاک چین دفتر کل عمومی است که اطلاعاتی درباره تراکنش‌ها ارائه می‌دهد. همه‌چیز در فضای باز قرار دارد و چیزی از کسی پنهان نمی‌ماند. همه مشارکت‌کنندگان در شبکه، این دفتر کل را ذخیره می‌کنند و می‌دانند در آن چه می‌گذرد.
۵. مکانیسم اجماع
هر بلاک چین یک الگوریتم اجماع دارد. به‌زبان ساده، اجماع نوعی فرایند تصمیم‌گیری برای گروهی از نودهای فعال در شبکه است که مانند سیستم رأی‌گیری، اکثریت پیروز می‌شود و اقلیت باید از آن حمایت کند.
الگوریتم‌های اجماع متفاوتی وجود دارد که مهم‌ترین آن‌ها، اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) هستند. به‌خاطر اجماع است که در شبکه بلاک چین، نیازی نیست نودها به هم اعتماد داشته باشند. اجماع تضمین می‌کند که اکثریت با تصمیمِ گرفته‌شده موافق‌اند و این خودش اعتماد ایجاد می‌کند.
بیشتر بخوانید: اثبات انجام کار و اثبات سهام چه تفاوت‌هایی دارند؟
۶. سرعت در تسویه واریزها
در سیستم سنتی، برخی نقل و انتقالات بانکی ممکن است حتی چند روز طول بکشد یا سیستم خراب شود. بلاک چین در مقایسه با سیستم‌های بانکداری سنتی برای تسویه واریزها، سریع‌تر است. مخصوصاً واریزهای برون‌مرزی برای کارگران خارج از کشور که باید برای خانواده‌شان پول ارسال کنند، با بلاک چین بسیار سریع‌تر انجام می‌شود. کارمزد آن‌ها هم بسیار کمتر از بانک‌های سنتی است.
تاریخچه بلاک چین
یک باور رایج نادرست درباره بلاک چین این است که این فناوری در سال ۲۰۰۸ (همزمان با اختراع بیت کوین) ابداع شده است درحالی‌که تاریخچه بلاک چین به سال ۱۹۹۱ برمی‌گردد. در آن زمان، استوارت هابر (Stuart Haber) و دبلیو اسکات استورنتا (W. Scott Stornetta) چیزی را که امروز به‌عنوان فناوری بلاک چین می‌شناسیم، در رویای خود می‌دیدند.
اولین کاری که آن‌ها انجام دادند، تلاش برای ایجاد زنجیره‌ای از بلاک‌های امن رمزنگاری‌شده بود؛ به‌طوری‌که هیچ‌کس نتواند برچسب زمانی اسناد موجود در آن را دستکاری کند. یک‌سال بعد، آن‌ها سیستم خود را ارتقا دادند و درخت مرکل را در آن گنجاندند. این کار باعث شد کارایی شبکه افزایش یابد و در نتیجه، امکان جمع‌آوری اسناد بیشتر در یک بلاک فراهم شود.
با همه این اوصاف، تاریخچه بلاک چین از سال ۲۰۰۸ به بعد اهمیت واقعی خود را پیدا می‌کند. زمانی‌که فرد یا گروهی ناشناس به‌نام ساتوشی ناکاموتو وارد عمل شدند.
معرفی بیت کوین و آغاز شبکه
ساتوشی ناکاموتو در ۳۱ اکتبر ۲۰۰۸ وایت‌پیپر بیت کوین را منتشر کرد و روشی برای انتقال پول به‌صورت همتا‌به‌همتا، بدون نیاز به واسطه مالی، پیشنهاد داد. نخستین بلاک بیت کوین، معروف به بلاک جنسیس، در ۳ ژانویه ۲۰۰۹ ایجاد شد. بنابراین زمان معرفی طرح بیت کوین با زمان آغاز زنجیره بلوکی آن متفاوت است.
اتریوم و گسترش قراردادهای هوشمند
ویتالیک بوترین طرح اولیه اتریوم را در سال ۲۰۱۳ مطرح کرد و شبکه عمومی آن در ۳۰ ژوئیه ۲۰۱۵ راه‌اندازی شد. اتریوم با فراهم‌کردن امکان اجرای قراردادهای هوشمند، بستری برای ساخت برنامه‌های غیرمتمرکز ایجاد کرد. این شبکه در به‌روزرسانی مرج، در ۱۵ سپتامبر ۲۰۲۲، سازوکار اجماع خود را از اثبات کار به اثبات سهام تغییر داد.
گسترش کاربردها و راهکارهای مقیاس‌پذیری
توسعه بلاک چین به بیت کوین و اتریوم محدود نماند. پلتفرم‌هایی مانند نئو نیز برای اجرای قراردادهای هوشمند و ساخت برنامه‌های غیرمتمرکز توسعه یافتند؛ نئو ابتدا در سال ۲۰۱۴ با نام انت‌شیرز آغاز به کار کرد. در ادامه، کاربردهایی مانند امور مالی غیرمتمرکز و راهکارهای افزایش ظرفیت شبکه‌ها گسترش یافتند.
بیشتر بخوانید: Monero چیست؟
بلاک چین چگونه کار می‌کند؟
حال که با بلاک چین و سیر تکاملی آن آشنا شدیم، بیایید ببینیم بلاک چین چطور کار می‌کند.
برای درک عملکرد بلاک چین، باید ابتدا با سه مفهوم اصلی یعنی بلاک، نود و ماینر و نیز مفاهیم وابسته به آن‌ها، یعنی تابع هش، نانس و الگوریتم اجماع آشنا شویم. بیایید با مثال پیش برویم که درک سازوکار آن‌ها ساده‌تر شود.
فرض کنیم ۱۰ نفر با هم تصمیم گرفته‌اند یک ارز دیجیتال جدید بسازند. آن‌ها باید جریان وجوه را پیگیری کنند تا از اعتبار کوین‌ها در اکوسیستم پولی خود اطمینان داشته باشند. یکی از آن‌ها که او را باب می‌نامیم، تصمیم می‌گیرد فهرستی از همه اقدامات را در یک دفتر به‌صورت صفحه اکسل درج کند. شخص دیگری که او را جک می‌نامیم، تصمیم دارد پول‌ها را بدزدد. او توانست مقداری پول سرقت کند و برای پنهان‌کردن آن، ورودی‌های دفتر را تغییر داد.
تابع هش یا تابع درهم‌سازی
مدتی بعد، باب متوجه می‌شود شخصی دفتر او را تغییر داده است. برای جلوگیری از این دستکاری در آینده، او فرمت دفتر را تغییر می‌دهد. برای این کار از تابع هش استفاده می‌کند که متن دفتر را به مجموعه‌ای از حروف و اعداد تبدیل می‌کند. چگونه؟
این فرایند از یک الگوریتم هش ایمن (SHA) استفاده می‌کند که ورودی‌های با مقادیر متغیر را دریافت کرده و به خروجی رمزگذاری‌شده با طول ثابت تبدیل می‌کند. این خروجی هش (hash) نامیده می‌شود. یک تغییر کوچک در یک رشته، هش کاملاً جدیدی تولید می‌کند. باب بعد از ثبت هر تراکنش در دفتر، یک هش درج می‌کرد. اما جک توانست سابقه را تغییر دهد و هش جدیدی تولید کند بدون اینکه آب از آب تکان بخورد.
باب دوباره متوجه می‌شود. برای پیچیده‌تر کردن فرایند، بعد از هر ثبت، یک هش جدید از آخرین هش ثبت‌شده به آن اضافه می‌کند. حالا هر ورودی به ورودی قبل از خودش بستگی دارد. بنابراین اگر جک بخواهد در دفتر تغییر ایجاد کند، باید هش همه ورودی‌های قبلی را تغییر دهد. جک دزد مصممی بود، بنابراین وقت گذاشت و همه هش‌ها را یکی‌یکی تغییر داد!
نانس یا عدد تصادفی
باب تسلیم نشد. این بار بعد از هر ثبت، یک عدد تصادفی با عنوان نانس (nonce) به داده‌ها اضافه کرد. این عدد باید به‌گونه‌ای انتخاب می‌شد که هش تولیدشده حتماً به دو صفر ختم شود. برای جعل سوابق دفتر، حالا جک باید ساعت‌ها صرف پیداکردن نانس برای هر خط می‌کرد. یافتن نانس‌ها حتی برای سریع‌ترین رایانه‌ها هم دشوار است.
نود یا گره
باب برای مدت کوتاهی می‌توانست تراکنش‌ها را به این شکل ثبت کند. بعد از مدتی، با انجام تراکنش‌های جدید، او تحت‌فشار قرار گرفت و سیستم فعلی را ناپایدار دید. بنابراین دفتر خود را در اختیار ۳۰۰۰ رایانه در سراسر جهان قرار داد. این رایانه‌ها همان نودها هستند.
هربار که تراکنشی ثبت می‌شود، آن نودها آن را اعتبارسنجی می‌کنند و نیازی نیست باب به‌تنهایی این کار را انجام دهد. وقتی اکثر نودها تراکنش را معتبر اعلام می‌کنند، آن را به یک مجموعه به نام بلاک می‌افزایند. حال اگر جک بخواهد یک ورودی را در دفتر تغییر دهد، همه نودهای دیگر هش اصلی را دارند و اجازه این کار را نخواهند داد.
بلاک
واژه بلاک چین از دو جزء بلاک (block) و زنجیره (chain) ساخته شده است. بنابراین هر زنجیره بلاک چینی از چندین بلاک متصل به هم تشکیل می‌شود. هر بلاک معمولاً شامل مجموعه‌ای از تراکنش‌ها و سربرگی حاوی اطلاعات لازم برای بررسی و اتصال آن به بلاک قبلی است. جزئیات ساختار و ظرفیت بلاک در شبکه‌های مختلف تفاوت دارد؛ برای مثال در بیت کوین سه مؤلفه دارد:
- داده‌های درون بلاک شامل برچسب زمانی و اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها
- نانس (Nonce) یا عدد تصادفی
- هش.
گفتیم که نودها بعد از تأیید هر تراکنش آن را به یک بلاک اضافه می‌کنند. هر بلاک تا جایی که ظرفیت دارد با تراکنش‌های جدید پر می‌شود؛ ظرفیت بلاک هم در زنجیره‌های مختلف فرق دارد؛ برای مثال در بیت کوین ۱ مگابایت است. وقتی یک بلاک پر شد، به بلاک چین اضافه می‌شود و نودها کار روی بلاک بعدی را آغاز خواهند کرد.
بلاک چین در دوره‌های زمانی مشخصی با یک بلاک جدید به‌روز می‌شود و این به‌روزرسانی کاملاً خودکار است و همزمان در همه رایانه‌های موجود در شبکه انجام می‌شود. به‌محض به‌روزشدن بلاک چین، دیگر نمی‌توان آن را تغییر داد. هر تغییر در بلاک چین، مستلزم اجماع اکثریت شرکت‌کنندگان در شبکه است.
ماینر یا استخراج‌کننده
به فرایندی که در آن بلاک‌ها به زنجیره اضافه می‌شوند، ماینینگ و به نودهایی که این کار را انجام می‌دهند، ماینر می‌گوییم. اگر یادتان باشد در بخش ویژگی‌های بلاک چین درباره اجماع اثبات کار صحبت کردیم.
در شبکه‌های بلاک چینی که از اجماع اثبات کار استفاده می‌کنند، یک ماینر باید ثابت کند در حال انجام محاسبات و مصرف انرژی لازم برای استخراج بلاک است. ازآنجاکه هر بلاک حاوی نانس و هش منحصربه‌فرد خود است ولی به هش بلاک قبلی هم اشاره دارد، استخراج یک بلاک دشوار خواهد بود. بنابراین، ماینرها باید از نرم‌افزارهای تخصصی برای حل مسئله ریاضی دشوارِ تولید هش قابل‌قبول با استفاده از نانس استفاده کنند.
ازآنجاکه نانس ۳۲ بیت است و هش ۲۵۶ بیت، حدود چهار میلیارد ترکیب نانس‌هش وجود دارد که باید بررسی شود تا ترکیب طلایی پیدا شود. این کار با دستگاه‌های ماینینگ بسیار سریع و قدرتمند محاسباتی نظیر ماینرهای ای‌سیک (ASIC)، امکان‌پذیر است.
ماینرها برای یافتن این ترکیب با هم رقابت می‌کنند و وقتی پیدا کردند، بلاک خود را به زنجیره اضافه می‌کنند. هر ماینری که زودتر از دیگران موفق به انجام کار شود، ماینرهای دیگر آن را تأیید می‌کنند و پاداش بلاک به ماینر تعلق می‌گیرد.
در الگوریتم اثبات سهام، دیگر اثبات کار و استخراج وجود ندارد و به جای ماینرها، اعتبارسنج‌ها فقط تراکنش‌ها را اعتبارسنجی می‌کنند. برای اثبات درستکاری خود، آن‌ها باید مبلغ مشخصی را در شبکه به‌عنوان وثیقه قفل کرده و به‌اصطلاح استیک کنند.
پروتکل‌های بلاک چین
فناوری بلاک چین شامل مجموعه بزرگی از قوانین است که پروتکل‌های آن نامیده می‌شوند. برای مثال:
- اطلاعات ورودی برای هر هش باید شامل هش بلاک قبلی باشد.
- در بلاک چین بیت کوین، پس از استخراج هر ۲۱۰٬۰۰۰ بلاک که چهار سال طول می‌کشد، پاداش استخراج بلاک باید به نصف کاهش یابد. این رویداد هاوینگ نامیده می‌شود.
- در برخی بلاک چین‌ها مانند بیت کویت، برای حفظ زمان استخراج درحدود ۱۰ دقیقه، سختی استخراج هر ۲۰۱۶ بلاک مجدداً محاسبه می‌شود. با کاهش و افزایش میزان سختی، شبکه تعادل را حفظ می‌کند. هرچه تعداد ماینرها بیشتر باشد، فضا رقابتی‌تر است و استخراج بلاک‌ها دشوارتر. وقتی ماینرها کمتر هستند، یعنی استخراج بلاک‌ها نسبتاً آسان‌تر است و ماینرها را به مشارکت ترغیب می‌کند.
مزایای فناوری بلاک چین
پتانسیل بلاک چین با تمام پیچیدگی‌هایی که دارد، به‌عنوان شکلی غیرمتمرکز از ثبت سوابق تقریباً بدون محدودیت است. برخی از مزایای این فناوری عبارت‌اند از:
افزایش دقت با حذف دخالت انسان در فرایند راستی‌آزمایی
برای تأیید تراکنش‌های شبکه بلاک چین، هزاران رایانه و دستگاه در شبکه مشارکت می‌کنند. بنابراین چیزی به‌صورت دستی انجام نمی‌شود و این به‌نوبه‌خود، خطای انسانی را کاهش می‌دهد. درنتیجه، اطلاعات دقیق‌تر ثبت می‌شوند. حتی اگر رایانه‌ای در شبکه یک اشتباه محاسباتی انجام دهد، این خطا فقط در یک نسخه از بلاک چین وجود خواهد داشت و شبکه آن را رد خواهد کرد.
کاهش هزینه با حذف واسطه‌های شخص ثالث
حتماً می‌دانید که برای انجام تراکنش‌های بانکی یا امضای یک سند در دفتر اسناد رسمی، باید هزینه‌های مختلفی پرداخت کنید. صاحبان مشاغل وقتی در دستگاه کارت‌خوان کارت می‌کشند، برای هر تراکنش باید کارمزد بپردازند؛ زیرا این تراکنش‌ها را بانک‌ها و شرکت‌های پرداخت به‌عنوان شخص ثالث پردازش می‌کنند. این در حالی است که با بلاک چین، هیچ واسطه و شخص ثالثی وجود ندارد و فقط یک کارمزد پرداخت می‌شود.
یادآوری این نکته ضروری است که کارمزدها شبکه‌های مختلف بلاک چینی با هم فرق دارد و ممکن است کارمزد برخی شبکه‌ها بالا باشد. در شبکه‌های مثل بیت کوین و اتریوم، تراکنش‌های خرد ممکن است مقرون‌به‌صرفه نباشد و هزینه بسیار بالاتری نسبت به تراکنش‌های بانکی داشته باشد.
تمرکز زدایی و دشواری دستکاری
بلاک چین هیچ یک از اطلاعات خود را در یک مکان مرکزی ذخیره نمی‌کند. در عوض، نسخه‌هایی از آن بین همه رایانه‌های موجود در شبکه توزیع می‌شود. هرزمان که یک بلاک جدید به بلاک چین اضافه می‌شود، این نسخه به‌روز شده، به‌شکل همزمان در اختیار همه رایانه‌های موجود در شبکه قرار می‌گیرد. با انتشار اطلاعات در شبکه به‌جای یک پایگاه داده مرکزی، دستکاری بلاک چین دشوارتر می‌شود.
تراکنش‌های کارآمد، خصوصی و امن
اگر قبلاً تراکنش‌های بین بانکی یا برون‌مرزی انجام داده باشید، می‌دانید که گاهی بسته به نوع واریز، ممکن است چند روزی طول بکشد تا پول در حساب گیرنده بنشیند. گاهی تسویه چکی که چهارشنبه واریز شده است، به بعد از تعطیلات و روز شنبه موکول می‌شود. این در حالی است که بلاک چین ۳۶۵ روز سال و در تمام روزهای هفته به‌صورت ۲۴ساعته فعال است.
تراکنش‌ها در برخی از بلاک چین‌ها در عرض چند دقیقه تکمیل می‌شوند؛ مخصوصاً برای معاملات برون مرزی، بلاک چین بسیار کارآمدتر از بانک‌هاست.
بسیاری از شبکه‌های بلاک چین به‌عنوان پایگاه‌های داده عمومی عمل می‌کنند، بدین معنا که هرکسی با اتصال به اینترنت می‌تواند فهرستی از تاریخچه تراکنش‌های شبکه را مشاهده کند. بااین‌حال این جزئیات شامل اطلاعات مربوط به شناسایی کاربرانی که آن تراکنش را انجام داده‌اند نمی‌شود. فقط یک آدرس قابل‌مشاهده وجود دارد و بنابراین هویت افراد خصوصی باقی می‌ماند.
پس از ثبت تراکنش، شبکه بلاک چین صحت آن را تأیید می‌کند. پس از تأیید، تراکنش به بلاک در بلاک چین اضافه می‌شود. همان‌طور که گفتیم تغییر این بلاک‌ها غیرممکن است و این امنیت تراکنش‌ها را تضمین می‌کند.
شفافیت فناوری
بیشتر بلاک چین‌ها کاملاً منبع باز هستند؛ یعنی همه می‌توانند کد آن را مشاهده کنند. بااین‌حال، هیچ مرجعی وجود ندارد که بتواند کدهای آن را کنترل یا ویرایش کند. به همین دلیل هرکسی می‌تواند تغییرات یا ارتقای سیستم را پیشنهاد دهد. اگر بیشتر کاربران شبکه موافق باشند که نسخه جدید کد یا ارتقای آن درست و ارزشمند است، می‌توان تغییرات را در بلاک چین اعمال کرد.
بانکداری بدون بانک
بلاک چین جایگزینی مناسب برای بانک و راهی برای ایمن‌سازی اطلاعات محرمانه شهروندانی است که در کشورهایی با دولت‌های خودکامه یا توسعه‌نیافته زندگی می‌کنند. شاید بهترین جنبه بلاک چین و البته ارزهای دیجیتال، این باشد که هرکسی صرف‌نظر از قومیت، نژاد، جنسیت و محدوده جغرافیایی که در آن ساکن است، می‌تواند از آن استفاده کند.
براساس گزارش گلوبال فایندکس ۲۰۲۵ بانک جهانی، حدود ۱٫۳ میلیارد بزرگ‌سال در سال ۲۰۲۴ حساب مالی نداشتند. نداشتن حساب را نباید صرفاً به نبود شعبه بانکی در محل زندگی افراد نسبت داد؛ موانع اقتصادی و شرایط دسترسی نیز نقش دارند. برخی شبکه‌های بلاک چینی امکان نگهداری و انتقال دارایی دیجیتال را بدون افتتاح حساب بانکی فراهم می‌کنند، اما استفاده از آن‌ها به ابزار مناسب، اتصال اینترنت و آشنایی با نگهداری امن دارایی نیاز دارد.
معایب فناوری بلاک چین
با همه مزایایی که فناوری بلاک چین دارد، چندان هم بی‌عیب نیست. برخی از معایب بلاک چین عبارت‌اند از:
هزینه زیرساخت و مصرف انرژی
بلاک چین می‌تواند در هزینه‌های تراکنش‌ها صرفه‌جویی کند؛ اما راه‌اندازی و نگهداری شبکه‌های بلاک چینی به منابع پردازشی، فضای ذخیره‌سازی و زیرساخت ارتباطی نیاز دارد. در شبکه‌های اثبات کار مانند بیت کوین، مصرف برق استخراج یکی از هزینه‌های اصلی است. در دنیای واقعی، میزان انرژی که میلیون‌ها دستگاه در شبکه بیت کوین مصرف می‌کنند، از مصرف سالانه برخی کشورها هم بیشتر است.
البته راه‌حل‌هایی مانند مزارع استخراج بیت کوین برای استفاده از انرژی خورشیدی، بادی یا گاز طبیعی اضافی راه‌اندازی شده‌اند که ممکن است مشکل را حل کند، اما این وضعیت را نباید به همه بلاک‌چین‌ها تعمیم داد؛ برای نمونه، اتریوم با انتقال به اثبات سهام در به‌روزرسانی مرج (Merge)، مصرف انرژی شبکه خود را حدود ۹۹٫۹۵ درصد کاهش داد.
نرخ TPS (تراکنش در ثانیه) پایین
سرعت تسویه تراکنش‌ها در بلاک چین بسیار سریع‌تر از بانکداری سنتی است. بااین‌حال، تعداد تراکنش‌هایی که این شبکه در ثانیه می‌تواند پردازش کند، بسیار کمتر از شبکه‌هایی مانند ویزا است.
یک مطالعه موردی عالی برای ناکارآمدی احتمالی بلاک چین از نظر سرعت انجام تراکنش، بیت کوین است. برای سیستم اثبات کار بیت کوین، حداقل ۱۰ دقیقه زمان نیاز است تا یک بلاک جدید به بلاک چین اضافه شود.
با این نرخ، تعداد تراکنش در ثانیه (TPS) شبکه بلاک چین بیت کوین فقط ۷ تاست. اتریوم هم اوضاع بهتری ندارد و با وجود به‌روزرسانی‌های چند سال اخیر، همچنان عددی پایینی است. این مقدارها را با ویزا مقایسه کنید که ۶۵٬۰۰۰ تراکنش را در ثانیه پردازش می‌کند.
البته راهکارهایی با عنوان راهکارهای لایه دوم توسعه یافته‌اند که سعی می‌کنند ازدحام شبکه را کاهش دهند و فرایند پردازش تراکنش‌ها را سریع‌تر کنند. روش‌های نوآورانه نظیر شاردینگ در اتریوم یا معرفی شبکه‌های فرعی و نمونه‌گیری تصادفی در اولنچ دو نمونه از این راه‌کارها هستند.
بحث تغییر اندازه بلاک هم از مسائل مهمی است که برای مقیاس‌پذیری بلاک چین و افزایش TPS مدت‌هاست موردبررسی قرار گرفته است.
فعالیت‌های غیرقانونی
بااین‌که محرمانه‌بودن فعالیت‌ها در شبکه بلاک چین، از کاربران دربرابر هک محافظت می‌کند، نباید از بستری که برای فعالیت غیرقانونی در شبکه برای مجرمان فراهم می‌آورد غافل شد.
در سال‌هایی که بلاک چین رشد و توسعه یافته است، موارد متعددی از کاربرد آن در دارک وب و فعالیت‌های مجرمانه گزارش شده است. مشهورترین آن‌ها بازاری آنلاین با استفاده از بلاک چین برای فروش موادمخدر و پول‌شویی بود که سیلک رود یا جاده ابریشم نامیده می‌شد. این بازار از فوریه ۲۰۱۱ آغاز به کار کرد تا اینکه FBI در اکتبر ۲۰۱۳ موفق شد آن را تعطیل کند.
دارک وب به کاربران امکان می‌داد با استفاده از مرورگر Tor کالاهای غیرقانونی خریدوفروش کنند و مبالغ آن را با بیت کوین و ارزهای دیجیتال پرداخت کنند که قابل‌شناسایی نبود. البته جالب اینجاست که بیت کوین خیلی هم ناشناس نیست و نمی‌توان آن را غیرقابل‌ردیابی دانست.
برخی هم استدلال می‌کنند که بسیاری از فعالیت‌های مجرمانه در جهان با پول نقد مخصوصاً دلار آمریکا انجام می‌شود که قابل‌ردیابی نیستند و اتفاقاً موارد آن‌ها بسیار بیشتر از بلاک چین است.
انواع بلاک چین
بلاک چین‌ها به‌طور کلی به چهار دسته تقسیم می‌شوند:
- اول؛ بلاک چین عمومی
- دوم؛ بلاک چین خصوصی
- سوم؛ بلاک چین هیبریدی
- چهارم؛ بلاک چین کنسرسیومی
بلاک چین عمومی
بلاکچین‌های عمومی بدون نیاز به مجوز هستند و هرکسی می‌تواند در آن‌ها مشارکت کند. هیچ مرجع واحدی نودهای این بلاک چین را کنترل نمی‌کند؛ بنابراین کاملاً غیرمتمرکز است و تغییر تراکنش‌های ثبت‌شده در آن بسیار دشوار است. این بلاک چین‌ها برای معامله و استخراج ارزهای دیجیتالی مانند بیت کوین مناسب‌اند.
بلاک چین خصوصی
بلاک چین خصوصی را یک سازمان یا گروه کنترل می‌کنند. آن‌ها می‌توانند تصمیم بگیرند که چه کسی وارد این سیستم می‌شود و می‌تواند به داده‌ها دسترسی داشته باشد. به‌دلیل این محدودیت، این بلاک چین‌ها فقط تاحدودی غیرمتمرکز هستند.
در شبکه‌های خصوصی، سازمان اداره‌کننده می‌تواند سطح دسترسی و نقش اعضا را تعیین کند، اما خصوصی‌بودن به معنی امکان ویرایش آزادانه سوابق نیست؛ این موضوع به طراحی و قواعد شبکه بستگی دارد. برای ساخت شبکه‌های سازمانی با دسترسی مجوزدار می‌توان از چارچوب‌هایی مانند هایپرلجر فابریک (Hyperledger Fabric) استفاده کرد.
همچنین بخوانید: بلاک چین سازمانی چیست؟
بلاک چین هیبریدی
بلاک چین‌های هیبریدی ترکیبی از عناصر شبکه‌های بلاک چینی خصوصی و عمومی هستند. مثلاً یک شرکت تمایل دارد یک بلاک چین خصوصی و مبتنی‌برمجوز راه‌اندازی کند؛ ولی یک سیستم عمومی هم درکنار آن داشته باشد. در چنین شبکه‌ای، سازمان می‌تواند دسترسی به داده‌های خاص ذخیره‌شده در بلاک چین را کنترل کند و بقیه داده‌ها را عمومی نگه دارد.
اعضای عمومی می‌توانند با استفاده از قراردادهای هوشمند تعبیه‌شده در این بلاک چین، بررسی کنند که آیا تراکنش‌های خصوصی انجام شده‌اند یا خیر.
بلاک چین کنسرسیومی
این بلاک چین‌ها بین گروهی از سازمان‌ها مشترک هستند. بیشتر برای صنایعی کاربرد دارند که در آن‌ها تعداد زیادی سازمان با اهداف و مسئولیت مشترک، باید به داده‌های صنعت خود دسترسی داشته باشند.
حفظ و مدیریت این شبکه‌ها برعهده تمام سازمان‌های مشمول در آن است. برای نمونه، کنسرسیوم شبکه تجارت جهانی کشتی‌رانی، یک کنسرسیوم غیرانتفاعی بلاک چین است که هدف آن دیجیتالی‌کردن صنعت حمل‌ونقل و افزایش همکاری بین اپراتورهای صنعت دریایی است.
کاربردهای بلاک چین
بلاک چین در سیر تکاملی خود، دائماً رشد کرده و پتانسیل خود را برای ادغام با صنایع متنوع نشان داده است. هرچند هنوز کاربرد بلاک چین در این صنایع به جایی نرسیده است که همه در سراسر جهان از آن استفاده کنند؛ اما به‌زودی این اتفاق رخ خواهد داد. برخی از کاربردهای بلاک چین در صنایع عبارت‌اند از:
قراردادهای هوشمند
شاید بدانید قرارداد سنتی، کاغذی است که در آن شما و یک فرد (نهاد) دیگر، درباره زمینه خاصی توافق می‌کنید. در این توافق یک‌سری بایدها و نبایدها تعریف می‌شود که هر دو طرف قرارداد با آن هم‌نظر هستید و به‌موجب آن، باید تعهدات درج‌شده در قرارداد را اجرا کنید.
قراردادهای هوشمند درست مشابه قراردادهای سنتی هستند؛ با این تفاوت که این تعهدات را در فضای دیجیتال تعریف می‌کنند و البته اجرای آن تعهدات کاملاً خودکار اجرا می‌شود.
برای مثال، فرض کنید قرار است آپارتمانی را با کمک قرارداد هوشمند اجاره کنید. صاحب‌خانه موافقت می‌کند که به‌محض دریافت پیش‌پرداخت شما، کدِ در آپارتمان را تحویل دهد. این کد در قرارداد هوشمند تعبیه می‌شود.
وقتی شما پیش‌پرداخت را واریز می‌کنید، قرارداد هوشمند خودبه‌خود کد را در اختیار شما قرار خواهد داد. اما پرداخت اجاره ماهیانه چطور؟ قرارداد هوشمند را طوری تنظیم می‌کنید که درصورت پرداخت‌نکردن اجاره تا مهلت مشخص‌شده، کد در را تغییر دهد.
امور مالی غیرمتمرکز
یکی از کاربردهای فناوری بلاک چین، امور مالی غیرمتمرکز یا دیفای است که به کاربران اجازه می‌دهد مانند چیزی که در دنیای مالی سنتی رایج است، به خدمات مالی دسترسی داشته باشند با این تفاوت که این خدمات کاملاً غیرمتمرکز هستند.
با استفاده از راه‌حل‌های مختلف دیفای، کاربران می‌توانند وام بگیرند، وجوه مدنظرشان را برای انجام معامله قرض بگیرند و همه این‌ها بدون وجود یک مرجع متمرکز روی بلاک چین اداره می‌شوند.
بیشتر بخوانید: بهترین راه های سرمایه گذاری در بلاک چین را بشناسید
توکن‌های غیرمثلی
توکن‌های غیرمثلی یا NFTها، کاربرد ارزشمندی از فناوری بلاک چین با پتانسیل‌های گسترده هستند. ارزش این توکن‌ها منحصربه‌فرد است و واحدهای آن مانند بیت کوین یا اتریوم ارزش یکسانی ندارند؛ یعنی هر NFT ارزش جداگانه خود را دارد. یکی از موارد کاربرد آن‌ها قانون کپی‌رایت و احراز هویت آثار هنری است؛ چیزی که می‌تواند اصالت و مالکیت آن‌ها را تأیید و از کپی‌کردن غیرمجاز آن‌ها جلوگیری کند.
زنجیره تأمین
استفاده از فناوری بلاک چین در زنجیره تأمین می‌تواند به رهگیری و اثبات منشأ حقیقی مواد اولیه، غذاها و کالاهای مصرفی کسب‌وکارها کمک کند. هرگونه اطلاعات درباره زنجیره تأمین، بدون هیچ تغییری در بلاک چین ثبت می‌شود. فرایندی کاملاً شفاف که می‌تواند از تقلب جلوگیری کند.
مطالبات بیمه
یکی از بهترین کاربردهای بلاک چین را می‌توان صنعت بیمه دانست. فرایند کنونی مطالبه بیمه، بسیار دشوار و وقت‌گیر است. با قرارداد هوشمند می‌توان مجموعه خاصی از معیارها را برای شرایط خاص مرتبط با بیمه ایجاد کرد. کاربر می‌تواند مطالبات بیمه‌ای را به‌صورت آنلاین به بلاک چین ارسال کند تا پس از بررسی، درصورتی‌که شرایط استفاده از بیمه را دارد، به‌شکل خودکار و کاملاً آنی پرداختش انجام شود.
تأیید هویت
به‌لطف جنبه غیرمتمرکز بلاک چین، می‌توان فرایند تأیید هویت آنلاین را بسیار سریع‌تر و احتمالاً ایمن‌تر انجام داد. نگهداری داده‌های هویت آنلاین در یک مکان مرکزی خطرات بالقوه‌ای دارد؛ این در حالی است که با کمک بلاک چین، هکرهای رایانه دیگر نقاط آسیب‌پذیری متمرکز در برابر حمله را در اختیار نخواهند داشت.
اینترنت اشیا
اینترنت اشیا (IoT) اکوسیستمی از دستگاه‌ها و تجهیزات محیط پیرامون ماست که مشخصات فنی خاصی دارند و با اتصال به اینترنت، می‌توانند با نرم‌افزارهای موجود در تلفن‌های هوشمند، رایانه و نظایر آن‌ها تعامل برقرار کنند. این فناوری امکان کنترل و مدیریت ازراه‌دور این دستگاه‌ها را برای ما فراهم می‌کند.
فناوری بلاک چین می‌تواند با ارائه روش‌هایی برای محافظت دربرابر هکرها، در آینده اینترنت اشیا نقش داشته باشد. ازآنجاکه بلاک چین امکان کنترل غیرمتمرکز را فراهم می‌کند، طرح امنیتی مبتنی بر آن باید به‌اندازه کافی مقیاس‌پذیر باشد تا بتواند شبکه عظیم اینترنت اشیا را پوشش دهد.
آرشیو و ذخیره فایل
گوگل درایو، دراپ باکس و برنامه‌های نظیر آن، آرشیو الکترونیکی اسناد را با استفاده از روش‌های متمرکز امکان‌پذیر کرده‌اند و چه سفره وسوسه‌انگیزی هم برای هکرها هستند! بلاک چین و قراردادهای هوشمند می‌توانند روش‌هایی برای کاهش قابل‌توجه این تهدید در ذخیره‌سازی اطلاعات ارائه دهند. سلام بر حریم خصوصی واقعی!
سیستم رأی‌گیری
با کمک بلاک چین و قرارداد هوشمند می‌توان یک سیستم رأی‌گیری مدرن طراحی کرد که کسی نتواند آرای مردم را دستکاری کند. انتخابات میان‌دوره‌ای نوامبر ۲۰۱۸ که در ویرجینیای غربی در آمریکا به‌شکل آزمایشی با کمک بلاک چین انجام شد، نشان داد که این سیستم می‌تواند تقلب را در انتخابات حذف کند و شهروندان واجدشرایط بیشتری را به مشارکت وادارد.
در این روش، دستکاری آرا تقریباً غیرممکن است و شفافیت حاصل از آن، نیاز به بازشماری مجدد و نگرانی از تقلب را از بین می‌برد. حتی نیازی به کارکنان انسانی برای شمارش آرا نیست و نتایج فوراً در اختیار مقامات قرار خواهد گرفت.
با وجود این، بلاک چین به‌تنهایی امنیت انتخابات را تضمین نمی‌کند. احراز هویت رأی‌دهندگان، امنیت دستگاه‌ها و محرمانگی رأی همچنان اهمیت دارند. پژوهشی منتشرشده در سال ۲۰۲۰ آسیب‌پذیری‌هایی در این سامانه شناسایی کرد که می‌توانستند به تغییر، جلوگیری از ثبت یا افشای رأی منجر شوند.
مراقبت‌های بهداشتی
ارائه‌دهندگان مراقبت‌های بهداشتی می‌توانند از بلاک چین برای ذخیره ایمن سوابق پزشکی بیماران خود استفاده کنند. پرونده‌های پزشکی بلاک چینی به بیماران اطمینان می‌دهد که سابقه آن‌ها قابل‌تغییر نیست. همچنین با کمک کلید خصوصی در بلاک چین می‌توان کاری کرد این پرونده فقط در دسترس افراد خاصی قرار گیرد.
سوابق مالکیت اموال
ثبت حقوق مالکیت در صنعت املاک و مستغلات کاری بسیار دشوار و ناکارآمد است. اسناد فیزیکی، کاغذبازی و ثبت به‌صورت دستی در پایگاه داده متمرکز، همگی مستعد بروز خطای انسانی هستند.
هر اشتباه در این اسناد می‌تواند ردیابی مالکیت دارایی را با مشکل مواجه کند. کاربرد بلاک چین در صنعت املاک و مستغلات می‌تواند این مشکلات را تا حد زیادی حل کند و سوابق مالکیت را به‌شکل دقیق و دائمی در خود نگه دارد.
تفاوت بلاک چین با بیت کوین
بسیاری بلاک چین و بیت کوین را با هم یکی می‌دانند؛ اما این دو کاملاً با هم متفاوت‌اند. بیت کوین اولین کاربرد بلاک چین بود؛ به همین دلیل افراد به‌شکل ناخواسته تصور کردند این دو یکی هستند. فناوری بلاک چین کاربردهای زیادی به جز بیت کوین دارد.
بیت کوین یک ارز دیجیتال است که از فناوری بلاک چین استفاده می‌کند. بلاک چین زنجیره‌ای از بلاک‌های متصل به هم است که امکان ساخت ارزهای دیجیتالی نظیر بیت کوین را فراهم می‌کند.
شبکه بیت کوین یک دفتر کل است که همه تراکنش‌های بیت کوین را ثبت می‌کند و سرورهای سراسر جهان، نسخه‌هایی از این دفتر کل را نگهداری می‌کنند.
بیشتر بخوانید: تفاوت بیت کوین و بلاک چین چیست؟
جمع‌بندی
در این مطلب درباره فناوری بلاک چین و کاربردهای آن صحبت کردیم. دیدیم که هرچند بلاک چین از هک مصون نیست، ماهیت غیرمتمرکز آن امنیت بسیار بیشتری نسبت‌به سیستم‌های متمرکز نظیر بانک فراهم می‌کند.
بزرگ‌ترین شبکه‌های بلاک چین، نظیر بیت کوین و اتریوم، در دسترس هرکسی با یک رایانه و اتصال به اینترنت قرار دارند. هرچه نودهای بیشتری در بلاک چین شرکت می‌کنند، به‌جای ایجاد نگرانی امنیتی، امنیت را افزایش می‌دهند. بلاک چین پتانسیل زیادی دارد و می‌تواند کاربردهای بی‌شماری در دنیای واقعی داشته باشد.
