فناوری بلاک چین چیست و چه کاربردی دارد؟
برگزار کننده
آکادمی بی نظیر چارت
سطح دوره
مقدماتی
آخرین بروزرسانی
1403/02/15
فناوری بلاک چین چیست و چه کاربردی دارد؟
فناوری بلاک چین یک سیستم ثبت دیجیتالی است که تراکنشهای مالی و داده های دیگر را به صورت زنجیره ای از بلاکهای رمزگذاری شده ذخیره میکند این فناوری برای اولین بار در سال 2008 با ارائه وایت پیپر بیت کوین توسط شخص یا گروهی با نام مستعار ساتوشی ناکاموتو معرفی شد.بلاک چین در لغت به معنی زنجیره ای از بلوکها است.فناوری بلاک چین یک سیستم ثبت اطلاعات و گزارشات است.این اطلاعات و گزارشات میتواند در هر زمینه ای باشد مثلا معاملات یا اطلاعات پزشکی یا برگه رای یا ....اطلاعات موجود در هر بلوک در بلوک های بهم زنجیر شده موجود است که با رمزگذاری روی بلوک ها هک شدن و اختلال در انها غیر ممکن شده است.
کاربردهای بلاک چین:
• صنعت مالی: برای انجام تراکنشهای مالی بدون نیاز به واسطه های سنتی مانند بانکها
• زنجیره تأمین: برای ردیابی و شفاف سازی مسیر حرکت کالاها
• رایانش ابری: به عنوان بستری برای ذخیره سازی و پردازش داده ها
• مالکیت دیجیتال: فراهم کردن مالکیت برای دارایی های دیجیتال
• امنیت داده ها: افزایش امنیت داده ها با استفاده از رمزنگاری
ویژگیهای اصلی بلاک چین:
• تغییرناپذیری: پس از ثبت اطلاعات در بلاک چین، دیگر نمیتوان آنها را تغییر داد
• غیرمتمرکز بودن: داده ها در شبکه ای از رایانه ها توزیع میشوند و نیازی به مرجع متمرکز برای مدیریت ندارند
• امنیت پیشرفته: استفاده از رمزنگاری و عدم وجود مرجع متمرکز، امنیت شبکه را تضمین میکند
بلاک چین به دلیل این ویژگی ها، تأثیر قابل توجهی بر بخشها و صنایع مختلف داشته و به عنوان یکی از بزرگترین نوآوری های قرن بیست و یکم شناخته میشود
چرا هک شدن بلاک چین تقریبا محال است؟
هک شدن بلاک چین به دلایل متعددی تقریباً غیرممکن است. این دلایل عبارتند از:
• زیرساخت غیرمتمرکز: بلاک چین اطلاعات را در شبکهای از نودها (رایانه ها) توزیع میکند، به جای اینکه در یک مکان متمرکز ذخیره شوند.
• رمزنگاری پیشرفته: هر بلوک اطلاعات را به صورت رمزنگاری شده ذخیره میکند و به بلوک قبلی با استفاده از توابع هش متصل میشود، که تغییر یا جعل اطلاعات را بسیار دشوار میکند.
• اثبات کار (Proof of Work): این مکانیزم امنیت شبکه را تضمین میکند و برای هک کردن شبکه، هکر باید بیش از ۵۱ درصد از قدرت محاسباتی شبکه را در اختیار داشته باشد، که این کار بسیار پرهزینه و غیرعملی است
این ویژگی ها باعث میشوند که هک کردن کل شبکه بیت کوین یا هر بلاک چین دیگری به شدت دشوار و نامحتمل باشد. امنیت بالای بلاک چین یکی از دلایل اصلی است که این فناوری در بسیاری از صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد
غیرقابل تغییر بودن:
ذخیره اطلاعات هر بلوک در تمام بلاکهای زنجیره
دشواری هک و تغییر اطلاعات به دلیل توزیع‌شده بودن
مثال فاکتور خرید:
توزیع 100 نسخه از فاکتور به عنوان مدرکی غیرقابل انکار
عدم امکان انکار یا تغییر محتوای فاکتور توسط فروشنده
شباهت به بلاکچین:
وجود اطلاعات هر بلوک در تمام بلاکهای زنجیره
غیرممکن بودن تغییر یا هک یک بلوک بدون تغییر تمام بلوکها
نتیجه‌گیری:
تشریح مفهوم غیرقابل تغییر بودن در بلاکچین
تأکید بر امنیت و شفافیت اطلاعات در بستر بلاکچین
تراکنش همتا به همتا در بلاک چین
تراکنش همتا به همتا (Peer-to-Peer یا P2P) در بلاک چین به نوعی از تراکنشها اشاره دارد که در آنها، دو طرف معامله مستقیماً و بدون نیاز به واسطه ای مانند بانک یا صرافی متمرکز، با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند. در این سیستم، هر کاربر میتواند هم نقش فرستنده و هم نقش گیرنده را داشته باشد و تراکنشها به صورت مستقیم و معمولاً با استفاده از رمزارزها انجام میشوند.بلاک چین، تراکنش همتا به همتا را ممکن ساخته است یعنی بدون وجود واسطه وناظر، معاملات و انتقالات بین دو کاربر انجام میشود.در واقع در شبکه انتقالی بلاک چین مقام بالاتری وجود ندارد و همه نودها و افراد موجود در بلاک چین به اطلاعات مبادله شده در این شبکه دسترسی دارند بخلاف شبکه های انتقالی دیگری مثل شبکه انتقالی متمرکز مثل شبکه انتقالی بانکی که سیستم ناظر بانک میتواند معاملات را چک کند و حساب ها را مسدود کند و محدودیت انتقال ایجاد کند.
ویژگیهای تراکنشهای P2P در بلاک چین:
• تمرکززدایی: نبود نهاد مرکزی کنترل کننده تراکنشها
• شفافیت: تمام تراکنشها در بلاک چین ثبت و قابل ردیابی هستند
• امنیت: استفاده از رمزنگاری پیشرفته برای حفظ امنیت دادهها
• کاهش هزینه ها: حذف واسطه ها میتواند هزینه های تراکنش را کاهش دهد
• سرعت بالا: تراکنشها میتوانند بدون تأخیرهای مربوط به تأیید واسطه ها انجام شوند
این ویژگیها باعث شدهاند که تراکنشهای P2P به یکی از اجزای اصلی فناوری بلاک چین و صنعت ارزهای دیجیتال تبدیل شوند و در بسیاری از کاربردها مانند تجارت الکترونیک، خدمات مالی غیرمتمرکز (DeFi)، و بازارهای دیجیتال استفاده میشوند
غیر متمرکز بودن چگونه موجب امنیت بیشتر بلاک چین میشود؟
غیرمتمرکز بودن بلاک چین به امنیت آن کمک میکند چرا که:
• توزیع داده ها: اطلاعات در شبکه ای از نودها پخش میشوند و هیچ نقطه متمرکزی برای حمله وجود ندارد
• تأیید متقابل: هر تراکنش توسط تعداد زیادی از نودها تأیید میشود، که این امر از تقلب و تغییر داده ها جلوگیری میکند
• مقاومت در برابر تغییر: تغییر داده ها در یک بلاک نیاز به تغییر همه بلاک های بعدی دارد که به دلیل توزیع شدگی شبکه، بسیار دشوار است
• اثبات کار (Proof of Work): برای تغییر داده ها، هکر باید بیشترین قدرت محاسباتی شبکه را داشته باشد که عملاً غیرممکن است
این ویژگی ها باعث میشوند که بلاک چین به یکی از امن ترین فناوری ها برای ذخیره و انتقال داده ها تبدیل شود
در تراکنش های بلاک چین نقطه مرکزی به عنوان ناظر و یا ذخیره کنند همه دیتاها وجود ندارد بلکه هر فردی که به شبکه بلاک چین وصل میشود و همه بلوک ها و اطلاعات رمزگذاری شده را در کامپیوتر خود دارد و این بلوک ها هرکدام حاوی اطلاعات بلوک قبل از خود و اطلاعات خود میباشد که با وجود رمزگذاری این بلوکها امکان هک شدن و تغییر داده ها وجود ندارد و اگر اطلاعات یک بلوک تغییر داده شود یا هک شود بلوکهای بعد از آن دچار مشکل خواهد شد.چراکه بلوکهای بعدی حاوی اطلاعات بلوک دستکاری شده هستند در حالی که این بلوک دستکاری شده است و ارتباط خود را با بلوک بعدی از دست داده است.اگر هش یک بلوک تغییر کند بلوک های بعدی دچار مشکل خواهند شد چرا که بلوک بعدی باید هش بلوک قبلی را داشته باشد در حالی که هش بلوک قبلی تغییر کرده است.پس اگر هکرها بتوانند هش یک بلوک را تغییر دهند و به آن دسترسی داشته باشند به بلوک های بعد از آن خلل وارد میشود و نمیتوانند به بلوک های بعدی دسترسی داشته باشند مگر اینکه بخواهند بلوکهای بعدی را هم هک کنند و نظم بین هش های بلوک فعلی و بعدی را ایجاد کنند که این امر هم غیر ممکن است چرا که بین ایجاد یک بلوک و بلوک بعدی باید 10 دقیقه زمان فاصله افتد که هک همه بلوک ها و رسیدن به انتهای زنجیره بلوک ها غیر ممکن میشود و اگر کسی به کل زنجیره بلاک چین دسترسی نداشته باشد نمیتواند از بلاک چین استفاده کند.
هش در بلاک چین چیست؟
هش در بلاک چین به فرآیندی گفته میشود که در آن اطلاعات ورودی با هر اندازه ای به یک رشته با طول ثابت تبدیل میشوند این کار توسط الگوریتم های هش انجام میگیرد که میتوانند داده های ورودی را به یک خروجی رمزگذاری شده با طول ثابت تبدیل کنند، بدون توجه به حجم یا نوع داده های ورودی.در بلوکهای بلاک چین هر بلوک دارای یک هش است که مانند یک اثر انگشت عمل میکند یعنی هر بلوک دارای یک کد مخصوص است که متشکل از اعداد و حروف است که هر بلوک را متمایز میکند و امنیت بلوک را بالا میبرد و مانع از آن است که در بلوک های بلاک چین تقلب شوند.
ویژگیهای کلیدی هش در بلاک چین:
• یکطرفه بودن: توابع هش به گونه ای طراحی شدهاند که نمیتوان از خروجی هش به داده های اصلی ورودی بازگشت
• حساسیت به ورودی: حتی تغییر کوچکی در داده های ورودی میتواند منجر به تولید یک هش کاملاً متفاوت شود
• سرعت بالا: توابع هش به سرعت میتوانند دادههای ورودی را پردازش و هش مربوطه را تولید کنند
کاربردهای هش در بلاک چین:
• تأیید تراکنش ها: هش ها برای تأیید صحت تراکنشها و جلوگیری از تغییر داده ها استفاده میشوند
• ایجاد بلاکها: هر بلاک در بلاک چین دارای یک هش منحصر به فرد است که بخشی از امنیت زنجیره را تشکیل میدهد
• امنیت بلاک چین: هش ها به افزایش امنیت کلی شبکه بلاک چین کمک میکنند
به طور خلاصه، هش ها نقش مهمی در حفظ امنیت و یکپارچگی داده ها در بلاک چین دارند و از ویژگی های اساسی این فناوری به شمار میروند
اطلاعات هر بلوک
در هر بلوک سه نوع اطلاعات وجود دارد:
-
داده
-
هش
-
هش بلوک قبلی متصل به بلوک فعلی
انواع بلاک چین کدامند؟
بلاک چین ها با توجه به اینکه میتواند هم از نوع متمرکز باشد و هم از نوع غیر متمرکز و یا اینکه هم میتواند در معرض عموم باشد و یا هم در معرض خصوص کاربران باشد به سه دسته تقسیم میشود که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.
انواع بلاک چین به چهار دسته اصلی تقسیم میشوند:
1. بلاک چین های عمومی (Public Blockchain): این نوع بلاک چین ها کاملاً باز و غیرمتمرکز هستند و هر کسی میتواند در آنها شرکت کند، تراکنش ها را تأیید کند و داده ها را بخواند. بیت کوین و اتریوم نمونه ه ایی از بلاک چین های عمومی هستند.
2. بلاک چین های خصوصی (Private Blockchain): این بلاک چین ها توسط یک سازمان یا گروه خاص کنترل میشوند و دسترسی به آنها محدود است. فقط افراد یا نهادهای مجاز میتوانند در تراکنش ها شرکت کنند یا داده ها را ببینند.
3. بلاک چین های کنسرسیوم (Consortium Blockchain): این نوع بلاک چین توسط گروهی از سازمانها یا شرکتها کنترل میشود. در این مدل، چندین نهاد مختلف میتوانند در تصمیم گیری ها شرکت کنند و بر شبکه نظارت داشته باشند.
4. بلاک چین های هیبریدی (Hybrid Blockchain): این نوع بلاک چین ترکیبی از ویژگیهای بلاک چینهای عمومی و خصوصی است. در این مدل، برخی از داده ها ممکن است برای عموم قابل مشاهده باشند، در حالی که برخی دیگر فقط برای اعضای مجاز قابل دسترسی هستند.
هر کدام از این انواع بلاک چینها برای کاربردهای خاصی طراحی شده اند و بسته به نیازهای پروژه یا سازمان، میتوان از آنها استفاده کرد
بلاک چین غیر متمرکز عمومی
بلاک چین هایی مانند بیتکوین یا اتریوم یا سایر کوینها به این صورت هستند چرا که ماینرهای آن غیر متمرکز است و هر کسی امکان استخراج یا تایید تراکنش ها و ماینری را دارد و این تراکنش ها و اطلاعات در معرض عموم قرار دارد نه اینکه مخصوص کسی باشد و یا اینکه عده معدودی بتوانند ماینری کنند و یا اطلاعات ثبت کنند.در واقع ماینرها با ثبت داده ها و تایید تراکنش ها باعث ایجاد بلوک های شبکه بلاک چین میشوند که در بیتکوین با هر ثبت و تاییدی که ماینرها انجام میدهند ویک بلوک را به وجود میاورند تعدادی بیتکوین به آنها پاداش داده میشود به طوری که در سال 2017 با استخراج هر بلاک از زنجیره بیتکوین به ماینرآن 12 بیتکوین پاداش داده میشد.
بلاک چین متمرکز عمومی
این بلاک چین ها دارای ماینرهای مشخص هستند که فقط آنها میتوانند اطلاعات وارد بلاک ها کنند و یا اینکه تراکنش ها را تایید کنند ولی اطلاعاتی که داخل در این بلوک ها وارد میشود برای عموم قابل مشاهده خواهد بود.فرض کنید قرار است یک فروشگاه اینترنتی حیوانات داشته باشید و قرار است که این فروشگاه را در بستر بلاکچین طراحی کنید.شما میتوانید تنها کسی باشید که داخل هر بلاک را با اطلاعات مخصوص هر حیوان پر کنید که این اطلاعات برای عموم مردم قابل مشاهده است ولی فقط شما و ماینرهای شما میتوانند داخل این بلوکها اطلاعات وارد کنند و ثبت و تولید بلوک انجام دهند.
بلاک چین متمرکز خصوصی
این نوع بلاک چین ها نیز مانند بلاک چین قبلی ماینرها و ثبت کنندگان اطلاعات مشخصی دارند از اینرو متمرکز هستند ولی این اطلاعات موجود در هر بلوک فقط برای عده معدودی قابل رویت است و گویی این نوع از بلاک چین کاملا یک بستر شخصی است و هدف از ایجاد این بستر این است که یک فضای امن و غیر قابل تغییر برای اسناد مهم ایجاد شودفرض کنید که دو شرکت قصد همکاری را داشته باشند و به دلیل عدم اعتمادی که بین آنها موجود است قرار است اسناد تجاری و شراکتی خود را در بستر بلاک چین قرار دهند که فقط مدیران این دو شرکت بتوانند این بلوکها را مشاهده کنند وکسی غیر از آنها نتواند بلوکها را مشاهده کند. از طرفی ماینرها وثبت کنندگان اطلاعات در این بلاک چینها هم مشخص هستند و محدود به حسابدار هر شرکت است که میتواند اطلاعات تجاری را در بستر بلاک چین متمرکز خصوصی ثبت کنند.
منبع
