بلاک چین چیست؟ آموزشی تصویری بلاک چین به زبان ساده

[arzit 0]

بلاک چین چیست؟
چه طور کار می‌کند؟
چه مشکلاتی را حل می‌کند؟
چگونه می‌شود از بلاک چین استفاده کرد؟

با ما همراه باشید تا در ادامه فناوری بلاک چین را به صورت ساده و فارغ از اصطلاحات تخصصی برای شما توضیح دهیم.

بلاک چین (Blockchain) از دو کلمه Block (بلاک) و Chain (زنجیره) ایجاد شده است. بلاک محلی است که در آن اطلاعات نگهداری می‌شود و این بلاک ها زنجیروار به یکدیگر متصل هستند. به طور کلی بلاک چین یک سیستم ثبت اطلاعات به صورت غیرمتمرکز است.

بیت کوین اولین کاربرد از این فناوری بود و از بلاک چین برای ذخیره اطلاعات دارایی کاربران بهره برد. اگر بلاک چین یک سیستم عامل باشد، بیت کوین نرم افزاری روی این سیستم عامل است.

در بلاک چین هر بلاک مانند جعبه‌ی حاوی اطلاعات است که در آن ۳ عنصر اصلی وجود دارد : داده (Data)، هش آن بلاک (Hash) و هش بلاک قبلی (Hash of previous block).

در ادامه این ۳ عنصر را به ترتیب با یکدیگر مورد بررسی قرار می‌دهیم.

۱. داده (Data) :

در هر بلاک هرگونه اطلاعاتی می‌تواند ثبت شود. داده‌های ذخیره شده به نوع بلاک چین بستگی دارند. از جرم و جنایت‌های یک فرد گرفته تا نمایش اطلاعات حساب برای دارایی‌ها مانند بیت کوین. در بلاک چین اطلاعات در بلاک‌ها قرار می‌گیرند و با هم به صورت زنجیره‌ای مرتبط می‌شوند.

برای نمونه بلاک چین بیت کوین جزئیاتی را درباره تراکنش ذخیره می‌کند. از جمله مشخصات فرستنده و گیرنده به علاوه میزان سکه‌های مبادله شده.

برای فهم بیشتر این موضوع، بلاک چین ساده زیر را در نظر بگیرید. هر بلاک لیست ۳ بازکین پردرآمد هر تیم را نشان می‌دهد.

بنابراین Data برای بلاک اول «مسی سوارز و اینیستا» خواهد بود و برای بلاک دوم «رونالدو بنزما و بیل»

۲. هش :

دومین عنصری که در هر بلاک وجود دارد، هش آن بلاک می‌باشد. یک هش رشته‌ای از کارکترهاست که با توابع خاصی ساخته می‌شود. این توابع توسط توسعه دهندگان بلاک چین مربوطه مشخص می‌شوند. کوچک‌ترین تغییر در اطلاعات یک بلاک، هش آن را به طور کلی تغییر می‌دهد.

هش برای بلاک مثل اثر انگشت برای آدم ها است. هش، هویت بلاک و کل محتویاتش را تعیین می‌کند و همواره منحصر به فرد است. وقتی یک بلاک به وجود می آید هش آن بلاک با استفاده از تابع مربوطه محاسبه می شود. هرگونه تغییر در داخل بلاک، هش را تغییر خواهد داد و اگر اثر انگشت یک بلاک تغییر کند آن بلاک دیگر بلاک سابق نیست.

یک مثال ساده:

بلاک چین مطرح شده در بالا را در نظر بگیرید. فرض کنید تابع هش از کنار هم قرار دادن اول اسم هر بازیکن متشکل شود. بنابراین مطابق تصویر زیر هش بلاک اول «MSI» و هش بلاک دوم «RBB» خواهد بود. حال فرض کنید در بلاک اول جای اینیستا با پیکه عوض شود. طبیعتا هش بلاک اول از «MSI» به «MSP» تغییر خواهد یافت.

ممکن است به دلیل ساده بودن تابع هش، هش هر بلاک با بازیکنان تیم دیگری مانند منچستر یونایتد اشتباه گرفته شود. برای این منظور علاوه بر حروف اول اسم، می‌توان تاریخ تولد، گروه خونی، سن و شماره پیراهن هر بازیکن را به تابع هش اضافه کرد تا با افزایش پیچیدگی تابع، احتمال برابری هشِ دو بلاک به صفر رسیده تا هش هر بلاک منحصر به فرد شود.

به طور کلی هش مجموعه‌ای از کاراکترهایی است که با استفاده از تابع مربوطه می‌توان به اطلاعات درون آن بلاک دسترسی پیدا کرد.

۳. هش بلاک قبلی :

عنصر سومی که داخل بلاک ذخیره می‌شود هش بلاک قبلی است که در ایجاد یک حالت زنجیره‌وار برای بلاک ها بسیار موثر است. این زنجیره ای بودن بلاک ها باعث شده است که تا حدودی این سیستم امن باشد.

فرض کنید مطابق تصویر زیر ما یک زنجیره از ۳ بلاک داریم . همانطور که در تصویر مشاهده می‌شود هر بلاک شامل یک هش و هش بلاک قبلی است. از این رو بلاک شماره ۳ به بلاک شماره ۲ مربوط است و بلاک شماره ۲ به بلاک شماره یک.

(توجه نمایید که بلاک اول استثنا است. چون قبل از بلاک اول بلاکی وجود نداشته که بخواهد به آن مرتبط شود، نام این بلاک را بلاک اولیه یا جنسیس قرار می‌دهیم.)

همانطور که در بالا عرض کردیم، اگر بلاک دوم دستکاری شود هش آن بلاک هم متقابلاً تغییر می‌کند. بنابراین هیچ کدام از بلاک‌های بعدی هم معتبر نیستند. چون دیگر هشی که از بلاک قبلی به دست آن ها می‌رسد معتبر نیست.

از این رو اگر یکی از بلاک ها کوچکترین تغییری کنند تمام بلاک‌های بعد از آن نامعتبر شده و باعث قطع زنجیره خواهد شد. لذا کسی که قصد دسترسی به اطلاعات را دارد نمی تواند به مقصود خود برسد.

افزایش امنیت بلاک چین

با استناد به مطالب کفته شده می‌توان دریافت که امنیت بلاک چین تا حد زیادی بسیار بالا است اما برای جلوگیری از دستکاری در بلاک‌ها، تنها استفاده از سیستم هش کافی نیست. امروزه کامپیوترها بسیار قدرتمند شده‌ و قادر هستند در هر ثانیه صدها هزار هش را محاسبه کنند. لذا حتی اگر یک بلاک تغییر داده شود، کامپیوترها می‌توانند هشِ تمام بلاک‌های آن زنجیره را دوباره محاسبه و بلاک چین را مجدداً معتبر کنند. پس برای جلوگیری از این مشکل، بلاک چین از سیستم اثبات کار (Proof of work) استفاده می‌کند تا با وجود آن، بلاک‌ها با سرعت کمتری شکل بگیند. مثلا در سیستم بیت کوین برای انجام محاسبات لازم برای اثبات کار (ویرایش و دستکاری اطلاعات یک بلاک قدیمی) و یا افزودن یک بلاک جدید به زنجیره نزدیک به ۱۰ دقیقه زمان لازم است.

مکانیزم اثبات کار دستکاری در بلاک ها را تقریباً خیلی سخت و یا غیر ممکن می‌کند. چون اگر یک بلاک دستکاری شود لازم است که عملیات اثبات کار زمان‌بر برای تمام بلاک‌های بعد از آن انجام شود. (فرض کنید ۱۰۰۰ بلاک بعد از بلاک مورد نظر وجود داشته باشد که باید زمان مثلا ۱۰ دقیقه‌ای برای تک تک آن ها صرف شود) از این رو امنیت بلاک چین به آن بستگی دارد که تا چه حد از هش کردن و مکانیزم اثبات کار خوب استفاده شود.

شبکه توزیع شده

در اینجا ممکن است همانند من سوال زیر به نیز ذهن شما خطور کند:

اگر کسی به هر طریقی محتوای یک بلاک را تغییر دهد و هش بلاک‌های بعدی را هم به روزرسانی کند، چه می‌شود؟

پاسخ : این امکان وجود دارد اما برای آن هم تمهیداتی اندیشیده شده است. بلاک چین برای تامین امنیت خود به موارد مطرح شده بسنده نکرده و امنیت خود را با استفاده از یک سیستم همتا به همتا (Peer to peer) چندین برابر می‌کند. سیستم همتا به همتا یعنی بلاک چین به جای استفاده از نهاد متمرکز برای کنترل زنجیره، از شبکه‌ای استفاده می‌کند که همه می توانند به آن ملحق شوند. داده‌های بلاک چین در یک کامپیوتر یا سرور خاص ذخیره نمی‌شوند و هر کامپیوتر یا سیستمی که به شبکه متصل شود یک نسخه کامل از بلاک چین را دریافت می‌کند.

یک مثال :

من در یک جمع ۱۰۰ نفری، برگه ای از اطلاعات را بالا می‌گیرم و همه با تلفن همراهشان از آن برگه عکس می‌گیرند. حالا اگر من آن اطلاعات را نابود کنم یا تغییری در آن دهم دیگر برای آن جمع قابل پذیرش نیست زیرا آن‌ها یک کپی از نسخه اصلی را دارند، مگر اینکه من موبایل همه را بگیرم و آن را حذف کنم.

حالا این جمع می‌تواند به صورت عمومی و بالای چندین میلیون نفر باشد که در بیت کوین و اتریوم و سایر ارزهای بلاک چینی شاهد آن هستیم.

تولید بلاک جدید :

حالا می رویم سراغ این که با تولید یک بلاک جدید چه اتفاقی می‌افتد. پس از تولید، آن بلاک به همه کسانی که به شبکه دسترسی دارند فرستاده می شود. بعد از آن هر نفر برای اطمینان از عدم دستکاری، صحت بلاک را بررسی می‌کند و وقتی همه چیز بررسی شد هر فرد بلاک بررسی شده را به بلاک چین خودش اضافه می‌کند. همه افراد روی این شبکه یک توافق را شکل می‌دهند که کدام بلاک ها معتبرتر هستند و کدام بلاک ها نه. هر بلاکی که بیش از ۵۰ درصد افراد آن را تایید کنند، به شبکه اضافه خواهد شد و بلاک‌هایی که دستکاری شده باشند با توافق همه رد می‌شوند.

مثلا سیستم بیت کوین در هر ۱۰ دقیقه مشخصات فرستندگان و گیرندگان در سراسر دنیا به همراه میزان سکه‌های مبادله شده را در یک بلاک جدید قرار می‌دهد. اگر افراد داخل شبکه اطلاعات درون بلاک را تایید کنند، بلاک جدید به بلاک چین بیت کوین اضافه و عملیات‌های انتقال ارز انجام خواهد شد.

سخن پایانی :

بلاک چین مدام در حال تغییر و تحول است. توسعه قراردادهای هوشمند از جمله تحولاتی است که به تازگی رخ داده است. این قراردادها برنامه‌های ساده‌ای هستند که روی بلاک چین ذخیره شده‌اند و می‌توانند طبق شرایطی خاص برای تبادل خودکار کوین‌ها مورد استفاده قرار بگیرند. فناوری بلاک چین به سرعت توجه عموم مردم را به خود جلب کرد و خیلی زود بقیه متوجه شدند که این فناوری می‌تواند در زمینه‌های مختلفی دیگری اعم از ذخیره سوابق پزشکی، ایجاد یک دفتر ثبت اسناد دیجیتال و جمع‌آوری مالیات مورد استفاده قرار بگیرد.

امیدوارم با مطالعه این مقاله اطلاعات مفیدی درباره بلاک چین و نحوه کار آن کسب کرده باشید.

 

منبع این مقاله

ویرایش شده در فروردین 97 توسط arzit