بلاکچین چیست؟ راهنمایی جامع برای درک فناوری زنجیره بلوکی

در سال‌های اخیر، دنیای ارزهای دیجیتال رشد چشمگیری داشته و توجه سرمایه‌گذاران و علاقه‌مندان به فناوری را به خود جلب کرده است. اگر تا به حال نام بیت کوین یا سایر رمزارزها را شنیده باشید، احتمالاً با اصطلاح بلاک چین نیز برخورد کرده‌اید. اما بلاک چین دقیقاً چیست و چرا این‌قدر مهم است؟ بلاک چین، ستون فقرات دنیای کریپتوکارنسی محسوب می‌شود و نقش کلیدی در امنیت و شفافیت تراکنش‌های دیجیتال ایفا می‌کند. این فناوری نوآورانه نه تنها در ارزهای دیجیتال بلکه در صنایع مختلفی مانند بانکداری، بهداشت، حمل‌ونقل و حتی رأی‌گیری الکترونیکی نیز کاربرد دارد. در این مقاله از پیتاهاست، به زبانی ساده و روان بررسی می‌کنیم که بلاک چین چگونه کار می‌کند، چه اجزایی دارد، چه مزایا و معایبی به همراه دارد و چرا آینده‌ی آن تا این حد هیجان‌انگیز به نظر می‌رسد. همچنین نگاهی به تفاوت‌های این فناوری با سیستم‌های سنتی مانند بانک‌ها خواهیم داشت و چشم‌انداز آن را در سال‌های پیش‌رو تحلیل خواهیم کرد. پس اگر به تازگی وارد دنیای کریپتو و بلاکچین شده‌اید یا به دنبال درک عمیق‌تری از این تکنولوژی هستید، همراه ما باشید تا با هم دنیای شگفت‌انگیز بلاکچین را کشف کنیم!

بلاکچین چیست؟ انقلابی در امنیت و غیرمتمرکزسازی داده‌ها

بلاکچین (Blockchain) شبکه ای است که با غیرمتمرکزسازی (Decentralization) و رمزنگاری پیشرفته ، بستری امن و ذخیره سازی فناوری شفاف برای ثبت و تراکنش‌ها می‌تواند باشد. این شبکه، تاریخچه‌ی تمام تراکنش‌های انجام‌شده با دارایی‌های دیجیتال، مانند بیت کوین، را در دفتر کلی دیجیتال و عمومی ذخیره کرده و امکان تغییر یا حذف این اطلاعات را از بین میبرد.

بلاکچین، آغاز عصر در تراکنش‌های مالی است که وابستگی به بانک‌ها و مؤسسات مالی را کاهش داده و امنیت و شفافیت بی‌نظیری را در دنیای دیجیتال ایجاد کرده است. این باعث می شود که ارزهای دیجیتال طرفداران زیادی پیدا کنند و به این سیستم اعتماد کنند.

بلاکچین به زبان ساده

اگر بخواهیم بلاکچین را ساده توضیح بدهم ، می‌توانم آن را در نظر بگیرم. هر بلوک شامل تراکنش‌هایی است که در شبکه ثبت شده‌اند. که یک بلوک تکمیل و می‌شود، زمانی که در انتهای آن اضافه می‌شود. این مجموعه در گره ها (گره ها) یا همان کامپیوترهایی که وظیفه ذخیره و امنیت شبکه را بر عهده دارند، ذخیره می شود.

به این ساختار، دفتر کل دیجیتال (Digital Ledger) گفته می‌شود که به‌صورت همتا به همتا (Peer-to-Peer) بین تمامی اعضای شبکه به اشتراک گذاشته می‌شود. این باعث می شود که داده های ذخیره شده در بلاکچین، غیرقابل تغییر و شفاف شوند .

دفتر کل دیجیتال (Digital Ledger) چیست؟

بلاکچین را می‌توان به عنوان یک دفتر کل دیجیتال عظیم در نظر گرفت که تمامی اطلاعات مربوط به تراکنش‌های یک شبکه را با دقت ثبت و ذخیره می‌کند. برای اینکه هر داده‌ای در این شبکه ثبت شود، ابتدا باید با استفاده از یک امضای دیجیتال تأیید شده و سپس توسط سایر اعضای شبکه نیز مورد پذیرش قرار گیرد.

یکی از ویژگی‌های اصلی بلاکچین این است که هیچ فرد یا سازمانی مالک آن نیست، بلکه تمامی کاربران به اطلاعات ثبت‌شده در شبکه دسترسی دارند. با این حال، امکان ویرایش یا تغییر این داده‌ها وجود ندارد. این عدم تغییرپذیری به دلیل نحوه ذخیره‌سازی اطلاعات در شبکه است؛ تمامی داده‌ها در گره‌های مختلف توزیع می‌شوند و برای ایجاد تغییر در یک تراکنش، باید تمامی نسخه‌های ذخیره‌شده در تمام گره‌ها نیز به‌روزرسانی شوند.

علاوه بر این، ساختار بلاکچین به گونه‌ای طراحی شده که هرگونه تغییر در اطلاعات یک بلاک، باعث نامعتبر شدن آن می‌شود. این ویژگی موجب افزایش امنیت و اعتماد در شبکه شده و از هرگونه دستکاری یا تغییر غیرمجاز جلوگیری می‌کند.

بلاکچین از چه اجزایی تشکیل شده است؟

به طور کلی بلاکچین از سه جزء اصلی و مهم تشکیل می‌شود که در ادامه به شرح هر یک می پردازیم.

1. بلاک‌ها (Blocks)

بلاک به بسته‌های اطلاعاتی در شبکه بلاکچین گفته می‌شود. هر شبکه بلاکچین از تعداد زیادی بلاک تشکیل شده است، که هر بلاک خود شامل سه قسمت اصلی است:

• داده (Data): اطلاعات موجود در بلاک که شامل تراکنش‌های انجام‌شده است.
• نانس (Nonce): نانس یا عدد یکبارمصرف (Number used only once) یک عدد ۳۲ بیتی است که به‌طور تصادفی در هنگام ایجاد بلاک تولید می‌شود و سپس به‌عنوان هدر هش در بلاک استفاده می‌شود.
• هش (Hash): هش‌ها اعداد ۲۵۶ بیتی هستند که در کنار نانس قرار می‌گیرند. نقش ماینرها این است که نانس مناسبی را پیدا کنند تا از طریق آن بتوانند هش معتبر بلاک را به‌دست آورند.

2. ماینرها (Miners)

ماینرها یا استخراج‌کنندگان مسئول ایجاد بلاک‌های جدید در شبکه هستند و این کار را از طریق فرآیندی به نام ماینینگ یا استخراج انجام می‌دهند. هر بلاک در شبکه بلاکچین دارای نانس و هش اختصاصی خود است و علاوه بر آن، هش بلاک قبلی نیز در بلاک جدید ذخیره می‌شود. به همین دلیل، فرآیند استخراج بلاک پیچیده است، به‌ویژه در شبکه‌های بزرگ که میلیون‌ها بلاک در آن ذخیره شده است. ماینرها برای حل مسائل ریاضی پیچیده از نرم‌افزارها و سخت‌افزارهای قدرتمند استفاده می‌کنند تا نانسی پیدا کنند که قابلیت تولید هش معتبر را داشته باشد.

چرا فرآیند ماینینگ به انرژی زیادی نیاز دارد؟
همانطور که گفته شد، نانس یک عدد ۳۲ بیتی است، در حالی که هش‌ها به صورت ۲۵۶ بیتی تولید می‌شوند. ارتباط دادن یک نانس ۳۲ بیتی به یک هش ۲۵۶ بیتی فرآیندی پیچیده است که نیازمند محاسبه میلیاردها حالت مختلف است تا ماینرها بتوانند ترکیب درست را بیابند. پس از پیدا شدن نانس مناسب، بلاک آماده اضافه شدن به شبکه می‌شود. پس از اضافه شدن موفقیت‌آمیز بلاک، تمام گره‌های شبکه آن را تأیید کرده و ماینر به‌خاطر تلاش خود پاداش شبکه (مانند بیت‌کوین) را دریافت می‌کند.

این فرآیند به‌طور کلی «Proof of Work» یا اثبات کار نامیده می‌شود و هدف آن اطمینان از صحت اطلاعات بلاک در کل شبکه است. ماینرها از این طریق می‌توانند درآمد خوبی کسب کنند و بیت‌کوین به‌دست آورند. پاداش به‌صورت بیت‌کوین به‌عنوان انگیزه‌ای برای انجام این محاسبات در شبکه‌های بلاکچینی عمل می‌کند.

3. گره‌ها (Nodes)

نود یا گره به هر دستگاه الکترونیکی گفته می‌شود که قادر است یک کپی از کل شبکه را ذخیره کرده و فعالیت‌های بلاکچین را ممکن سازد. فرآیند غیرمتمرکزسازی و توزیع اطلاعات در بلاکچین از طریق نودها پیاده‌سازی می‌شود.

هر بلاک جدیدی که به شبکه اضافه می‌شود، توسط گره‌ها تأیید می‌شود. شفافیت موجود در بلاکچین این امکان را فراهم می‌آورد که تمامی اطلاعات آن به‌راحتی قابل بررسی و مشاهده باشد. این شفافیت نتیجه حضور گره‌ها است که به‌صورت Peer-to-Peer (همتا به همتا) با یکدیگر متصل شده‌اند. این اتصال نظیر‌به‌نظیر باعث می‌شود همه گره‌ها اطلاعات یکسانی را ذخیره کنند. ذخیره‌سازی اطلاعات با استفاده از یک سیستم کنترل قوی به حفظ یکپارچگی شبکه کمک کرده و اعتماد بین کاربران را برقرار می‌کند.

تفاوت نود و ماینر در چیست؟

در شبکه بیت‌کوین، تمامی ماینرها نود هم محسوب می‌شوند و نسخه‌ای کامل از تاریخچه تراکنش‌ها را ذخیره دارند. اما همه نودها لزوماً ماینر نیستند و ممکن است هیچ نقشی در تولید بلاک‌های جدید نداشته باشند؛ به این معنی که آن‌ها قدرت پردازشی خود را برای استخراج بلاک یا تأیید تراکنش‌ها اختصاص نمی‌دهند.

نحوه کار بلاکچین چگونه است؟

در قسمت‌های قبلی با اجزای بلاکچین آشنا شدیم، حالا بهتر می‌توانیم فرآیند انجام تراکنش در بلاکچین را توضیح دهیم. تراکنش‌ها بسته به نوع بلاکچین، فرایند خاص خود را دارند. در بلاکچین بیت‌کوین، زمانی که شما تراکنش خود را انجام می‌دهید، این تراکنش به یک استخر حافظه به نام ممپول (Mempool) ارسال می‌شود. در این استخر، تراکنش ذخیره شده و منتظر می‌ماند تا توسط یک ماینر یا اعتبارسنج انتخاب شود.

سپس یک ماینر تراکنش شما را انتخاب کرده و به بلاک اضافه می‌کند. بلاک فضایی است که تراکنش‌های کاربران در آن ذخیره می‌شود و پردازش می‌گردد. وظیفه ماینر این است که با انجام محاسبات ریاضی پیچیده و حدس‌زدن عدد هش، صحت کار در شبکه را با استفاده از سیستم‌های پردازشی خود اثبات کند. بعد از این مرحله، بلاکی که تراکنش شما در آن قرار گرفته است، تأیید شده و به زنجیره‌ای از بلاک‌های قبلی که قبلاً تأیید شده‌اند، افزوده می‌شود. همچنین هر بلاک جدیدی که پس از بلاک مربوط به تراکنش شما ایجاد شود، یک تأیید جدید برای تراکنش شما به حساب می‌آید.

این فرایند مربوط به شبکه بیت‌کوین است، اما بلاکچین‌های دیگر مانند اتریوم یا سولانا ممکن است از روش‌های متفاوتی برای انجام تراکنش‌ها استفاده کنند.

امنیت بلاکچین چگونه تأمین می‌شود؟

بلاکچین از چندین لایه امنیتی مختلف برای حفاظت از شبکه استفاده می‌کند، از جمله الگوریتم‌های پیچیده، Proof of Work، هش، سیستم Peer-to-Peer و دیگر مکانیزم‌ها. ترکیب این لایه‌ها یک شبکه امن و پایدار ایجاد می‌کند. بلاک‌های جدید همیشه به انتهای زنجیره بلاک‌ها افزوده می‌شوند، به طوری که تغییر در بلاک‌های قبلی امکان‌پذیر نخواهد بود. علاوه بر این، هش‌ها به‌تنهایی می‌توانند امنیت یک زنجیره کامل از بلاک‌ها را تضمین کنند. هر بلاک شامل هش بلاک قبلی است و هرگونه تغییر در داده‌ها باعث تغییر هش بلاکی می‌شود که در آن قرار دارد. از دیگر لایه‌های امنیتی بلاکچین می‌توان به کلیدهای خصوصی و عمومی اشاره کرد که در ادامه به توضیح آن‌ها خواهیم پرداخت.

کلید خصوصی چیست؟

کلید خصوصی یک کد منحصر به فرد متشکل از اعداد و حروف است که به‌طور تصادفی ایجاد می‌شود و به‌صورت محرمانه در اختیار صاحب یک کیف پول یا آدرس جدید در شبکه بیت‌کوین قرار می‌گیرد. صاحب کیف پول با استفاده از کلید خصوصی خود قادر است آدرس خود را کنترل کرده و تراکنش‌ها را امضا کند یا دارایی خود را به آدرس دیگری ارسال نماید. عبارت بازیابی (Recovery Phrase) که شامل ۱۲ کلمه است، نسخه ساده‌تری از کلید خصوصی است و برای راحتی کاربر در دسترسی به کیف پول طراحی شده است. حفظ امنیت کلید خصوصی و عبارت بازیابی برای تأمین امنیت کیف پول‌های بلاکچینی امری ضروری است.

کلید عمومی چیست؟

کلید عمومی نیز یک کد متشکل از اعداد و حروف است که از طریق الگوریتم‌های رمزنگاری از روی کلید خصوصی ساخته می‌شود. آدرس کیف پول نیز از کلید عمومی استخراج می‌شود. همان‌طور که مشاهده می‌کنید، کلید خصوصی، کلید عمومی و آدرس کیف پول با هم ارتباط دارند، اما سیستم‌های رمزنگاری پیشرفته در شبکه‌های بلاکچینی به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که حدس زدن کلید خصوصی از روی آدرس یا کلید عمومی عملاً غیرممکن است. این ویژگی به‌طور مؤثری امنیت کیف پول‌های بلاکچینی را تضمین می‌کند.

تفاوت بلاکچین و بیت‌کوین

اگرچه بلاکچین و بیت‌کوین مفاهیم مرتبط و نزدیک به هم هستند، اما تفاوت‌های واضحی میان آن‌ها وجود دارد. بلاکچین، همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، یک فناوری برای ایجاد دفتر کل غیرمتمرکز و توزیع‌شده است که امکان انجام تراکنش‌های امن و شفاف و ذخیره داده‌ها را فراهم می‌کند. از سوی دیگر، بیت‌کوین یک شبکه مبتنی بر بلاکچین و یک ارز دیجیتال است که در این شبکه جابه‌جا می‌شود. علاوه بر بیت‌کوین، بلاکچین‌های دیگری مانند اتریوم نیز وجود دارند که هرکدام ویژگی‌ها و قابلیت‌های خاص خود را دارند.

به‌طور کلی می‌توان گفت بلاکچین فناوری پایه‌ای است که از بیت‌کوین و دیگر ارزهای دیجیتال پشتیبانی می‌کند، در حالی که بیت‌کوین یک ارز دیجیتال خاص است که بر روی بلاکچین خود عمل می‌کند.

کاربردهای بلاکچین و قابلیت های آن

بلاکچین نه تنها در انتقال دارایی‌ها کاربرد دارد، بلکه طی سال‌های اخیر ایده‌های مختلفی در زمینه این فناوری مطرح شده است که آن را به ابزاری بسیار کارآمد تبدیل کرده است. در ادامه به برخی از مهم‌ترین کاربردهای بلاکچین اشاره می‌کنیم.

1. انتقال ارزش
   یکی از اصلی‌ترین کاربردهای بلاکچین، انتقال ارزش است. با استفاده از شبکه‌های بلاکچینی مانند بیت‌کوین، می‌توان دارایی‌هایی مثل BTC را بدون محدودیت‌های جغرافیایی و با کمترین هزینه، بین آدرس‌های مختلف جابه‌جا کرد. این فرآیند به‌سادگی و با سرعت بالا انجام می‌شود و هویت گیرنده و فرستنده تا حد زیادی ناشناس باقی می‌ماند.
2. قراردادهای هوشمند
   قراردادهای هوشمند نرم‌افزارهایی هستند که بر اساس شرایط از پیش تعیین‌شده، به‌طور خودکار وظایف خاصی را انجام می‌دهند. این قراردادها بر بستر بلاکچین پیاده‌سازی می‌شوند و در پلتفرم‌های مختلف ارز دیجیتال مانند صرافی‌های غیرمتمرکز (DEX)، بازارهای NFT و شبکه‌های اجتماعی غیرمتمرکز که امروزه میلیون‌ها کاربر دارند، کاربرد دارند.
3. دیفای (DeFi)
   پلتفرم‌های دیفای خدمات مالی مشابه خدمات دنیای واقعی را به‌صورت غیرمتمرکز به کاربران ارزهای دیجیتال ارائه می‌دهند. خدماتی نظیر وام‌دهی، مبادله دارایی، بیمه ارزهای دیجیتال و سهام‌گذاری (Staking) از پرکاربردترین خدمات این حوزه هستند که کاربران زیادی را جذب کرده‌اند.
4. اینترنت اشیا (IoT)
   اینترنت اشیا به شبکه‌ای از دستگاه‌های متصل به اینترنت اطلاق می‌شود که قادر به تبادل اطلاعات هستند. بلاکچین می‌تواند زیرساخت مناسبی برای مدیریت سیستم‌های مبتنی بر اینترنت اشیا فراهم کند و در مواقعی که نیاز به انجام تراکنش یا ثبت سوابق پرداختی در این سیستم‌ها وجود داشته باشد، بلاکچین می‌تواند نقش مهمی ایفا کند.
5. هویت دیجیتال
   سیستم‌های مدیریت هویت دیجیتال مبتنی بر بلاکچین می‌توانند زیرساخت‌های امنی برای ذخیره اطلاعات هویتی افراد فراهم کنند که در آن افراد نیازی به افشای هویت خود ندارند. در این سیستم‌ها، مالکیت داده‌ها در اختیار افراد است و حریم خصوصی کاربران به‌شدت حفظ می‌شود.
6. ذخیره‌سازی اطلاعات
   سیستم‌های ذخیره‌سازی متمرکز، مانند گوگل درایو، ممکن است با آسیب‌پذیری‌های امنیتی همراه باشند. بلاکچین امکان ایجاد سیستم‌های ذخیره‌سازی غیرمتمرکز را فراهم می‌کند که در آن افراد از فضای ذخیره‌سازی توزیع‌شده در سراسر جهان استفاده کرده و هزینه نگهداری را با ارز دیجیتال پرداخت می‌کنند.
7. عرضه آثار هنری دیجیتال (NFT)
   یکی از محبوب‌ترین کاربردهای بلاکچین، ساخت و فروش توکن‌های غیرمثلی (NFT) است. با استفاده از استانداردهای موجود در شبکه‌های بلاکچین، افراد می‌توانند آثار هنری دیجیتال خود را به توکن تبدیل کرده و آن‌ها را برای فروش ارزش‌گذاری کنند.

در نهایت، باید اشاره کرد که بلاکچین کاربردهای بسیاری دارد که همچنان در حال آزمایش و توسعه هستند و روز به روز دامنه کاربردهای آن در حال گسترش است.

لایه‌های فناوری بلاکچین

بلاکچین مجموعه‌ای از فناوری‌های مختلف است که تمامی تراکنش‌ها در یک دفتر کل توزیع‌شده (DLT) ثبت می‌شوند. دفتر کل توزیع‌شده مسئول ثبت و تأیید تراکنش‌ها در شبکه است و بلاکچین برای پشتیبانی از این فرایند از یک ساختار لایه‌ای استفاده می‌کند. این لایه‌ها عبارتند از:

1. لایه زیرساخت سخت‌افزاری (Infrastructure layer)
   این لایه شامل سخت‌افزارهای فیزیکی است که برای اجرای شبکه بلاکچین و پردازش داده‌ها به‌کار می‌روند.
2. لایه داده (Data layer)
   در این لایه، داده‌ها و اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها در دفتر کل توزیع‌شده ذخیره می‌شوند.
3. لایه شبکه (Network layer)
   این لایه مسئول ایجاد ارتباطات بین گره‌ها در شبکه بلاکچین است و به مبادله داده‌ها و هماهنگی تراکنش‌ها کمک می‌کند.
4. لایه اجماع (Consensus layer)
   لایه اجماع وظیفه ایجاد توافق بین گره‌ها در شبکه را بر عهده دارد تا اطمینان حاصل شود که تمامی تراکنش‌ها به‌درستی تأیید شده‌اند.
5. لایه کاربردی (Application layer)
   این لایه به توسعه و پیاده‌سازی برنامه‌های کاربردی مختلف، مانند قراردادهای هوشمند و دِفای، پرداخته و به کاربران این امکان را می‌دهد که از خدمات بلاکچین بهره‌برداری کنند.

هرکدام از این لایه‌ها عملکرد و هدف خاص خود را دارند که با همکاری هم، امنیت، شفافیت و کارآیی شبکه بلاکچین را تضمین می‌کنند.

مزایای بلاکچین

در این بخش به معرفی مزایای دقیق‌تر بلاکچین پرداخته شده تا بیشتر با ویژگی‌های این فناوری آشنا شوید.

1. دقت بالای زنجیره (Accuracy of the Chain)
   تراکنش‌های بلاکچین توسط هزاران دستگاه و کامپیوتر تأیید می‌شوند که باعث ثبت دقیق اطلاعات می‌شود. حتی اگر یک کامپیوتر در شبکه دچار اشتباه محاسباتی شود، این خطا فقط در یک نسخه از بلاکچین رخ می‌دهد و باقی شبکه آن را تأیید نمی‌کند.
2. کاهش هزینه‌ها (Cost Reductions)
   بلاکچین نیازی به تأیید شخص ثالث ندارد، بنابراین هزینه‌های مرتبط با این فرآیندها کاهش می‌یابد. علاوه بر این، در شبکه‌های غیرمتمرکزی مانند بیت‌کوین، هیچ نهاد مرکزی وجود ندارد و کارمزد تراکنش‌ها به حداقل می‌رسد.
3. عدم تمرکز (Decentralization)
   بلاکچین اطلاعات خود را در یک مکان مرکزی ذخیره نمی‌کند. هر زمان که بلاک جدیدی به بلاکچین افزوده می‌شود، تمامی کامپیوترهای موجود در شبکه، داده‌های خود را به‌روزرسانی کرده تا تغییرات منعکس شوند. این ویژگی امکان دستکاری در بلاکچین را به‌شدت دشوار می‌کند.
4. تراکنش‌های کارآمد (Efficient Transactions)
   در برخی بلاکچین‌ها، تراکنش‌ها می‌توانند در عرض چند دقیقه تکمیل شوند و بعد از مدت کوتاهی از ایمن بودن آن‌ها اطمینان حاصل شود. این ویژگی به‌ویژه برای مبادلات بین‌المللی که در سیستم‌های سنتی با محدودیت‌هایی همراه است، بسیار مفید است.
5. تراکنش‌های خصوصی (Private Transactions)
   اگرچه تراکنش‌ها در شبکه‌های بلاکچین قابل مشاهده هستند، اما جزئیات اطلاعات شناسایی افرادی که تراکنش‌ها را انجام داده‌اند، نمایش داده نمی‌شود. به این ترتیب، معاملات به‌صورت خصوصی باقی می‌مانند.
6. تراکنش‌های امن (Secure Transactions)
   پس از ثبت هر تراکنش در بلاکچین، صحت آن باید توسط شبکه تأیید شود. پس از تأیید، تراکنش به بلاکچین اضافه می‌شود و به این ترتیب، امنیت تراکنش‌ها تضمین می‌شود.
7. شفافیت (Transparency)
   بلاکچین به‌طور عمده سیستم‌های متن‌باز (Open Source) هستند که امکان مشاهده کد بلاکچین توسط همه کاربران را فراهم می‌آورد. این ویژگی باعث می‌شود هیچ مرجعی برای ویرایش یا کنترل سیستم وجود نداشته باشد و هر کسی می‌تواند تغییرات یا به‌روزرسانی‌های جدید را پیشنهاد دهد.
8. گسترش دسترسی به خدمات مالی (Banking the Unbanked)
   بلاکچین این امکان را برای تمامی افراد در سراسر جهان فراهم می‌کند تا از خدمات مالی بهره‌مند شوند، حتی کسانی که به خدمات بانکی دسترسی ندارند. این ویژگی باعث می‌شود افراد بیشتری بتوانند دارایی‌های خود را به‌صورت ارز دیجیتال ذخیره کنند و از سرقت دارایی‌های خود جلوگیری کنند.

معایب بلاکچین

با وجود کاربردها و مزایای چشمگیر بلاکچین، این فناوری همچنان محدودیت‌هایی در برخی جنبه‌ها دارد. در ادامه به برخی از معایب بلاکچین اشاره خواهیم کرد.

1. هزینه فناوری (Technology Cost)
   اگرچه بلاکچین می‌تواند هزینه‌های تراکنش‌ها را برای کاربران کاهش دهد، اما این فناوری به هیچ عنوان رایگان نیست. به‌طور مثال، سیستم اثبات کار در شبکه بیت‌کوین برای تأیید تراکنش‌ها به مقدار زیادی توان محاسباتی نیاز دارد. در واقع، انرژی مصرف‌شده توسط دستگاه‌های متعدد در شبکه بیت‌کوین بیشتر از مصرف برق سالانه کشورهایی چون نروژ است.
2. ناکارآمدی در سرعت و انتقال داده (Speed and Data Inefficiency)
   بیت‌کوین نمونه‌ای از ناکارآمدی‌های بلاکچین در حوزه سرعت و انتقال داده است. سیستم PoW بیت‌کوین حدود ۱۰ دقیقه طول می‌کشد تا یک بلوک جدید به بلاکچین افزوده شود. این به معنای این است که شبکه بیت‌کوین تنها قادر به پردازش حدود ۷ تراکنش در ثانیه است. در حالی که شبکه‌هایی مانند اتریوم یا سولانا عملکرد بهتری دارند، بلاکچین همچنان محدودیت‌هایی در سرعت پردازش دارد. علاوه بر این، هر بلوک فقط قادر است داده‌های محدودی را در خود ذخیره کند که این امر مقیاس‌پذیری بلاکچین‌ها را در آینده چالش‌برانگیز می‌کند.
3. فعالیت‌های غیرقانونی (Illegal Activity)
   یکی از مزایای بلاکچین، حفظ حریم خصوصی و جلوگیری از هک است، اما این ویژگی می‌تواند به‌طور ناخواسته به فعالیت‌های غیرقانونی کمک کند. افراد ممکن است از بلاکچین و ارزهای دیجیتال برای خرید و فروش کالاهای غیرقانونی در دارک وب استفاده کنند و تراکنش‌های خود را به‌طور ناشناس انجام دهند.
4. چالش‌های قانونی (Regulation)
   نبود قوانین مشخص برای فناوری بلاکچین و ارزهای دیجیتال یکی از نگرانی‌های مهم برای کاربران است. احتمال دارد که برخی دولت‌ها استفاده از ارزهای دیجیتال و انتقال پول با این ارزها را غیرقانونی اعلام کنند که این امر می‌تواند به کاربران آسیب برساند. با این حال، با پذیرش بیشتر ارزهای دیجیتال در سال‌های اخیر، این نگرانی کاهش یافته و بسیاری از پلتفرم‌ها امکان پرداخت با ارز دیجیتال را برای کاربران خود فراهم کرده‌اند.
5. خطر حمله ۵۱ درصد (51% Attack)
   در شبکه‌های بلاکچینی مانند بیت‌کوین، اگر گروهی از نودها یا ماینرها موفق شوند بیش از ۵۰ درصد از قدرت پردازشی شبکه را به دست بگیرند، قادر خواهند بود تا در شبکه تغییراتی ایجاد کنند، مثل متوقف کردن پردازش تراکنش‌ها یا برگشت‌زدن تراکنش‌های تأیید شده. این نوع حمله می‌تواند به خطر دوباره خرج‌کردن (Double-spending) منجر شود، یعنی فرد خرابکار بتواند یک ارز دیجیتال را بیش از یک‌بار خرج کند. الگوریتم اجماع اثبات کار به‌طور خاص برای مقابله با این نوع حملات طراحی شده است و در شبکه‌های بلاکچینی امن مانند بیت‌کوین، احتمال وقوع چنین حملاتی بسیار پایین است. با این حال، حمله ۵۱ درصد هنوز یکی از تهدیدهای بالقوه برای شبکه‌های بلاکچینی است.

انواع بلاکچین

فناوری بلاکچین دارای انواع مختلفی است که هر یک ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. در ادامه به چهار نوع اصلی بلاکچین اشاره می‌کنیم:

1. بلاکچین‌های عمومی (Public Blockchains)
   بلاکچین عمومی به تمامی افراد این امکان را می‌دهد که به شبکه متصل شوند، تراکنش‌ها را تأیید کنند و قراردادهای هوشمند ایجاد نمایند. از نمونه‌های معروف بلاکچین‌های عمومی می‌توان به بیت‌کوین و اتریوم اشاره کرد.
2. بلاکچین‌های خصوصی (Private Blockchains)
   بلاکچین‌های خصوصی به‌طور معمول توسط سازمان‌ها یا کسب‌وکارها برای اهداف خاص راه‌اندازی می‌شوند. این نوع بلاکچین‌ها معمولاً غیرمتمرکز نبوده و تحت کنترل یک نهاد مرکزی قرار دارند.
3. بلاکچین‌های هیبریدی (Hybrid Blockchains)
   بلاکچین‌های هیبریدی ویژگی‌های هر دو نوع بلاکچین عمومی و خصوصی را در خود ترکیب می‌کنند. این بلاکچین‌ها به سازمان‌ها این امکان را می‌دهند که کنترل کنند چه افرادی به داده‌های ذخیره‌شده در بلاکچین دسترسی داشته باشند و کدام داده‌ها به صورت عمومی قابل مشاهده باشند.
4. بلاکچین‌های کنسرسیومی (Consortium Blockchains)
   بلاکچین کنسرسیومی که به‌عنوان بلاکچین فدرال نیز شناخته می‌شود، نوعی بلاکچین خصوصی است که دسترسی به آن محدود به یک گروه خاص از افراد یا سازمان‌ها می‌شود. این مدل خطرات ناشی از کنترل یک‌جانبه شبکه در بلاکچین‌های خصوصی را کاهش می‌دهد. در بلاکچین‌های کنسرسیومی، فرآیندهای اجماع تحت کنترل گره‌های مشخص شده قرار دارند.

این چهار نوع بلاکچین تنها بخشی از انواع اصلی موجود هستند. با پیشرفت سریع فناوری بلاکچین، احتمال ظهور انواع و مدل‌های جدید نیز وجود دارد.

الگوریتم‌ها و مکانیسم‌های بلاکچین

الگوریتم‌ها بخش حیاتی فناوری بلاکچین هستند که برای ثبت و تایید تراکنش‌ها در شبکه‌های مختلف نود یا گره به کار می‌روند. در ادامه، برخی از الگوریتم‌های مهم بلاکچین معرفی می‌شوند:

1. الگوریتم‌های هش (Hashing Algorithms)
   بلاکچین‌ها معمولاً از توابع هش برای ایجاد امضای دیجیتال استفاده می‌کنند. دو نمونه از الگوریتم‌های هش پرکاربرد عبارتند از SHA-256 و Keccak-256.
2. الگوریتم اثبات کار (Proof of Work – PoW)
   اثبات کار یک الگوریتم اجماع است که در بسیاری از شبکه‌های بلاکچینی مانند بیت‌کوین به‌کار می‌رود. در این روش، ماینری که نخستین بار محاسبات پیچیده را انجام دهد، قادر به افزودن بلاک جدید به بلاکچین می‌شود. اثبات کار امنیت شبکه را تضمین می‌کند اما مصرف انرژی زیادی دارد.
3. الگوریتم اثبات سهام (Proof of Stake – PoS)
   اثبات سهام الگوریتم اجماع دیگری است که اعتبارسنجی تراکنش‌ها را بر اساس میزان ارز دیجیتالی که کاربران به‌عنوان سهام قفل کرده‌اند، انجام می‌دهد. اتریوم پس از به‌روزرسانی “مرج” (Merge)، به بلاکچینی مبتنی بر اثبات سهام تبدیل شده است.
4. الگوریتم اثبات سهام واگذارشده (Delegated Proof of Stake – DPoS)
   اثبات سهام واگذارشده الگوریتم اجماع است که در بلاکچین‌های ترون و EOS به‌کار می‌رود و هدف آن دستیابی به عملکرد بهتر و مقیاس‌پذیری بالاتر نسبت به اثبات کار و اثبات سهام است.
5. الگوریتم تحمل خطای بیزانسی عملیاتی (Practical Byzantine Fault Tolerance – PBFT)
   PBFT الگوریتم اجماع است که معمولاً برای بلاکچین‌های خصوصی طراحی شده است. این الگوریتم به شبکه اجازه می‌دهد تا حتی اگر برخی از گره‌ها دچار مشکل شوند، به‌درستی عمل کند.
6. الگوریتم گراف جهت‌دار غیرچرخه‌ای (Directed Acyclic Graph – DAG)
   الگوریتم DAG یک فناوری نوین برای ایجاد دفتر کل توزیع‌شده است که در ساختار خود از بلاکچین متمایز است. در این سیستم، به‌جای استفاده از بلاک‌ها، نودها برای ارتباط بین تراکنش‌ها به‌کار می‌روند و هر تراکنش، دو تراکنش قبلی را تأیید می‌کند.

این الگوریتم‌ها تنها بخش کوچکی از مجموعه گسترده الگوریتم‌های بلاکچین هستند. هر بلاکچین بر اساس اهداف خاص خود ممکن است از الگوریتم‌ها و مکانیسم‌های اجماع متفاوتی استفاده کند.

آینده بلاکچین

در کتاب پروفسور کلاوس شواب (Klaus Schwab) با عنوان «انقلاب صنعتی چهارم»، بلاکچین به‌عنوان یک فناوری تحول‌آفرین برای آینده بشر معرفی شده است. با توجه به روندهای کنونی، پیش‌بینی می‌شود که بلاکچین در دهه‌های آینده تأثیرات عمده‌ای در بسیاری از صنایع ایجاد کند. در اینجا به برخی از حوزه‌های مهم که احتمالاً با استفاده از بلاکچین دستخوش تغییرات بزرگ خواهند شد، اشاره می‌کنیم:

1. امنیت سایبری
   با توجه به ساختار توزیع‌شده فناوری بلاکچین، این سیستم می‌تواند برای جلوگیری از دستکاری، افزایش امنیت داده‌ها و تأیید صحت فایل‌ها توسط کاربران به کار رود.
2. دولت
   دولت‌ها می‌توانند از بلاکچین برای جایگزینی سیستم‌های سنتی مبتنی بر کاغذ استفاده کنند. همچنین، فناوری بلاکچین می‌تواند امکان تقلب در رای‌گیری‌ها را کاهش دهد و به محافظت از هویت رای‌دهندگان کمک کند.
3. امور مالی و بانکداری
   با توجه به تورم جهانی و افزایش هزینه‌های انتقال پول بین واسطه‌های مالی، کشورهای در حال توسعه احتمالاً به استفاده گسترده از ارزهای دیجیتال روی خواهند آورد. یکی از زمینه‌های امیدوارکننده برای بلاکچین، توسعه ارزهای دیجیتال ملی است که می‌تواند معایب ارزهای سنتی را برطرف کند.
4. پزشکی
   بلاکچین می‌تواند در مدیریت داده‌های بیماران، نظارت بر عرضه داروها، خودکارسازی معاینات پزشکی و تراکنش‌های درمانی مفید واقع شود. این فناوری همچنین ابزاری مؤثر برای تأیید صحت واکسن‌ها و پیگیری توزیع آن‌ها است که نگرانی‌ها در خصوص تولید و توزیع واکسن‌های تقلبی را برطرف می‌کند.
5. بازاریابی
   در آینده، بلاکچین می‌تواند به‌عنوان یک فناوری کلیدی در زمینه بازاریابی مطرح شود. این فناوری به نظارت و ارزیابی اثربخشی کمپین‌های تبلیغاتی کمک می‌کند و موارد تقلب تبلیغاتی را به حداقل می‌رساند. همچنین بلاکچین می‌تواند در جمع‌آوری داده‌ها درباره رفتار و روانشناسی مشتریان موثر باشد.

جمع‌بندی

فناوری بلاکچین به عنوان یک ابزار نوآورانه و تحول‌آفرین در حال تغییر بسیاری از صنایع و فرآیندهای موجود است. از امنیت سایبری و امور مالی گرفته تا حوزه‌های دولتی و پزشکی، بلاکچین ظرفیت ایجاد تغییرات بنیادی را دارد. این فناوری با ارائه راهکارهای توزیع‌شده و امن، توانسته بسیاری از چالش‌ها را حل کرده و امکان تراکنش‌های غیرمتمرکز و شفاف را فراهم کند. علاوه بر این، بلاکچین می‌تواند به بهبود اثربخشی تبلیغات، بهینه‌سازی سیستم‌های رأی‌گیری و ایجاد ارزهای دیجیتال ملی کمک کند. در آینده‌ای نزدیک، با گسترش استفاده از این فناوری، شاهد توسعه و نوآوری‌های بیشتری خواهیم بود که می‌تواند به ارتقاء کارایی و کاهش هزینه‌ها در صنایع مختلف منجر شود. امیدواریم این مطلب از پیتاهاست برای شما مفید و کاربردی بوده باشد در انتها اگر سوالی در این زمینه دارید می توانید در قسمت کامنت ها با کارشناسان ما در پیتاهاست در میان بگذارید.