بلاکچین چیست و چگونه کار می نماید - وبلاگ بهابادی

به گزارش وبلاگ بهابادی، https://shanbemag.com/wp-content/uploads/2020/09/blockchain.mp3

آموزش مفاهیم بلاکچین

فناوری بلاکچین (Blockchain) چیست؟ سوالی که در دست کم یک سال اخیر بارها و بارها تکرار شده. همین تکرار نشان می دهد که تا چه مقدار در ابعاد جهانی سرمایه گذاری روی بلاکچین اجرا شده و این فناوری با چه استقبالی روبرو شده است. اما این استقبال تصادفی نبوده و دلایل سیاسی و مالی خاص خود را دارد. در حقیقت هواداران بلاکچین هرکدام بسته به نوع تفکر خود به سراغ آن رفته اند. بعضی عاشق امنیت بالای آن هستند بعضی با سرمایه گذاری روی بلاکچین به سود بالایی رسیده اند و می خواهند این روند را ادامه بدهند و…

https://shanbemag.com/wp-content/uploads/2021/02/Blockchain.mp4

پیش از آنکه بخواهیم بدانیم چطور روی بلاکچین سرمایه گذاری کنیم در ابتدا باید بدانیم که بلاک چین چیست و چگونه کار می نماید. در حقیقت شناخت فرایند بلاکچین به شدت به سرمایه گذاری روی بلاکچین تاثیر مثبتی می گذارد.

بلاکچین که گاهی به آن فناوری لجر توزیع شده (DLT) نیز گفته می گردد با استفاده از تمرکززدایی و هش رمزنگاری تاریخچه هر دارایی دیجیتال را غیر قابل تغییر و شفاف می نماید.

یک مثال ساده برای آنکه بدانیم بلاک چین چیست گوگل داک است. وقتی سندی را ایجاد می کنیم و آن را با گروهی به اشتراک می گذاریم سند به جای کپی یا انتقال توزیع می گردد. این کار یک زنجیره توزیع غیرمتمرکز ایجاد می نماید که به همه امکان دسترسی همزمان به سند را می دهد.

در این سند گوگل داک همه به محتوا دسترسی داشته و کار کردن یکی از افراد مانع کار کردن فرد دیگر نمی گردد. همچنین تمام تغییرات در زمان واقعی و به صورت شفاف نشان داده می گردد.

البته که بلاکچین بسیار پیچیده تر از گوگل داک است اما مثال مناسبی است زیرا سه ایده مهم این فناوری را نشان می دهد:

1) به کاهش خطر یاری می نماید

2) کلاهبرداری را مهار می نماید

3) شفافیت را به صورت مقیاس پذیر برای استفاده های بی شمار به ارمغان می آورد

بلاک چین چگونه کار می نماید؟

در کنار سوال بلاکچین چیست یک سوال تکمیلی وجود دارد که این پدیده چگونه کار می نماید. بلاکچین از سه مفهوم مهم تشکیل شده است: بلوک گره و ماینر.

بلوک

هر زنجیره از چندین بلوک تشکیل شده است و هر بلوک دارای سه عنصر اساسی است:

داده بلوک است.

یک عدد کامل 32 بیتی nonce خوانده می گردد. nonce به طور تصادفی و در زمان ساخت بلوک ایجاد شده و سپس یک هش هدر بلوک ایجاد می نماید. هش یک عدد بیتی است که به nonce وصل شده است. این عدد باید با تعداد زیادی صفر شروع گردد (یعنی خیلی کم باشد).

وقتی اولین بلوک از یک زنجیره ایجاد می گردد یک nonce هش رمزنگاری ایجاد می نماید. داده های موجود در بلوک امضا شده در نظر گرفته می گردد و برای همواره با nonce و hash گره خورده است مگر اینکه استخراج گردد.

ماینرها

در فرایند پاسخ به سوال بلاکچین چیست باید شناخت بهتری نسبت به پدیده ماینینگ پیدا کنیم. ماینرها به وسیله فرایندی به نام ماینینگ (استخراج) بلوک های جدیدی روی زنجیره ایجاد می نمایند. در یک بلاکچین هر بلوک دارای nonce و هش منحصر به فرد خود است اما به هش بلوک قبلی در زنجیره نیز اشاره دارد. بنابراین استخراج یک بلوک به خصوص در زنجیره های بزرگ آسان نیست.

ماینرها از نرم افزار ویژه ای مسئله ریاضیاتی فوق العاده پیچیده ای را حل می نمایند تا nonce را پیدا نمایند که یک هش پذیرفته شده ایجاد می نماید. از آنجایی که nonce فقط بیت بوده و هش است تقریبا چهار میلیارد ترکیب غیر هش ممکن وجود دارد که باید قبل از یافتن ترکیب درست استخراج گردد. وقتی این اتفاق می افتد می گویند که ماینرها golden nonce را پیدا نموده اند و بلوک آنها به زنجیره اضافه می گردد.

ایجاد تغییر در هر بلوک پیشین مستلزم استخراج مجدد است نه فقط بلوک دارای تغییرات بلکه تمام بلوک های بعد از آن؛ به همین علت دستکاری در فناوری بلاکچین بسیار سخت است. این نکته را ایمنی به وسیله ریاضیات می دانند زیرا یافتن golden nonceها احتیاجمند زمان و قدرت محاسباتی بسیار زیاد است.

ٖ هنگامی که یک بلوک با موفقیت استخراج می گردد این تغییر به وسیله همه گره های شبکه پذیرفته می گردد و ماینر پاداش مالی می گیرد.

گره ها

یکی از مهمترین مفاهیم در فناوری بلاکچین عدم تمرکز است. یک کامپیوتر یا سازمان خاص نمی تواند مالک یک زنجیره باشد؛ بلکه این یک دفتر توزیع شده است که به وسیله گره ها به صورت زنجیره به هم وصل شده اند. گره ها می توانند هر نوع وسیله الکترونیکی باشند که کپی های بلاکچین را حفظ نموده و عملکرد شبکه را حفظ می نمایند.

هر گره کپی مخصوص خود از بلاکچین را دارد و شبکه باید به صورت الگوریتمی هر بلوک جدیدا استخراج شده را برای به روزرسانی اعتمادسازی و تایید زنجیره تایید کند. از آنجا که بلاکچین ها شفاف هستند هر عملی در دفتر کل به راحتی قابل آنالیز و مشاهده است. به هر شرکت نماینده یک شماره شناسایی الفبایی منحصر به فرد داده می گردد که معاملات آنها را نشان می دهد.

ترکیب اطلاعات عمومی با سیستم کنترل-و-توازن به بلاکچین یاری می نماید تا یکپارچگی را حفظ نموده و اعتماد را در بین کاربران ایجاد کند. اساسا بلاکچین ها را می توان مقیاس پذیری اعتماد به وسیله فناوری دانست.

مفاهیم لایه اول و لایه دوم در بلاکچین

بلاکچین لایه اول همان شبکه اصلی نودها محسوب می گردد که به وسیله مکانیسم اجماع کلیه تراکنش ها را ثبت و توزیع می نماید. بلاکچین هایی مانند بیت کوین اتریوم کاردانو یا سولانا پروژه های لایه اول محسوب می شوند.

در میان این پروژه ها اتریوم به عنوان اولین پروژه ای که قرارداد هوشمند و کاربردهای گسترده برای بلاکچین را به جهان معرفی کرد توسعه و محبوبیت چشمگیری کسب نموده است. این موضوع باعث جذب بسیاری از فعالان حوزه فناوری اطلاعات و افزایش شدید حجم تراکنش ها در این شبکه شد.

در نتیجه حجم بالای فعالیت ها روی شبکه و تعداد زیاد تراکنش ها باعث افزایش کارمزدها و در مقابل کاهش سرعت شد. به طوری که در دوره های زمانی شلوغ گاه کارمزد تراکنش ها به بیش از دلار نیز رسید و از طرف دیگر انجام بعضی تراکنش ها با تأخیرهای بیش از یک هفته انجام شد. این معضلات موانع جدی را در برابر توسعه دهندگان قراردادهای هوشمند و همچنین کاربران دیفای و سایر اپلیکیشن های مستقر روی بلاکچین اتریوم قرار داد. برای حل این مسائل بلاکچین اتریوم احتیاج به به روزرسانی داشت ولی این به روزرسانی به بازه زمانی حداقل ساله احتیاجمند بود. اینجا بود که ایده لایه دوم مطرح شد.

لایه دوم چیست؟

لایه دوم بلاکچین شبکه ای است که روی یک بلاکچین موجود (لایه اول) سوار می گردد تا عملکرد آن را بهبود ببخشد. پروتکل های لایه دوم تراکنش های شبکه اتریوم را خارج از بلاکچین اتریوم آنالیز و تأیید نموده و سپس به صورت تجمیع شده روی شبکه اتریوم ثبت می نمایند.

مهاجرت به لایه دوم

طی ماه های گذشته بهره گیری از لایه دوم عملا اجتناب ناپذیر شده است زیرا با سرعت پایین و هزینه های بالای اتریوم پلتفرم های دیفای و متاورس هایی که روی این بلاکچین ساخته شده اند کارایی ندارند. به همین علت است که متاورس هایی مانند دیسنترالند یا سندباکس که در ابتدا مستقیما روی بلاکچین اتریوم ساخته شده بودند به لایه دوم مهاجرت کردند و همچنین پروژه های دیفای لایه دومی متعددی مانند آربیتروم (Arbitrum) یا اوپتیمزم (Optimism) ظهور کردند.

ساخت لایه دوم

لایه دوم به ایجاد تغییر در لایه اول احتیاج ندارد بلکه با ایجاد قرارداد هوشمند روی بلاکچین مادر روی آن سوار می گردد و از امنیت لایه مادر استفاده می نماید. در حال حاضر شبکه اتریوم حدود تراکنش را در ثانیه ثبت می نماید اما پروژه های لایه دوم بسته به ساختارشان تا هزار تراکنش در ثانیه را ثبت می نمایند. ساختار شبکه های لایه دوم به چند دسته تقسیم می گردد:

- پلاسما (Plasma) از پلاسما در پروژه OMG استفاده شده است.

- ساید چین (Side Chain) نمونه: شبکهXDY

- زی کِی رول آپز (ZK Rollups) نمونه: لوپرینگ (Loopring)

- اوپتیمیستیک رول آپز (Optimistic Rollups) نمونه: اوپتیمیزم (Optimism)

این روش در نحوه دسته بندی اطلاعات تراکنش ها و ثبت تجمیع شده آنها روی شبکه اتریوم با هم تفاوت دارند که منجر به ایجاد مزایا و معایبی در خدمات شان می گردد. در شماره های آینده به شکل دقیق تری هر یک از این روش ها را آنالیز می کنیم.

ارزهای رمزنگاری شده: شروع ظهور فناوری بلاکچین

اکنون می دانیم که بلاکچین چیست پس می توانیم با کاربدهای آن آشنا شویم. مشهورترین کاربرد بلاکچین (و شاید بحث برانگیزترین) در رمز ارزها است. رمزارزها ارزهای دیجیتالی (یا توکن) مانند بیت کوین اتریوم یا لیت کوین هستند که می توان برای خرید کالاها و خدمات از آنها استفاده کرد. رمز ارز هیچ تفاوتی با پول نقد نداشته و می توان همه چیز را با آن خرید؛ از ناهار تا خانه. برخلاف پول نقد در رمزارز از بلاکچین استفاده می گردد که هم به عنوان یک دفتر عمومی و هم به عنوان یک سیستم امنیتی رمزنگاری پیشرفته عمل می نماید؛ به همین علت معاملات آنلاین همواره ثبت شده و ایمن می شوند.

تا به امروز حدود رمزارز در جهان وجود دارد که کل بازار آن حدود . تریلیون دلار ارزش داشته و بیت کوین اکثریت ارزش این بازار را در اختیار دارد. اما چه اتفاقی افتاد که رمزارزها با چنین اقبال عمومی روبرو شدند؟ چند علت برای آن وجود دارد:

امنیت بلاکچین سرقت را بسیار سختتر می نماید زیرا هر رمزارز دارای یک شماره شناسایی غیرقابل و یکتا است که به یک مالک متصل شده.

رمزارز احتیاج به ارزهای منحصر به فرد و بانک های مرکزی را کاهش می دهد. با استفاده از بلاکچین می توان رمزارز را برای هر شخصی در هر جای جهان ارسال کرد و احتیاجی به مبادله ارز یا دخالت بانک های مرکزی نیست.

رمزارزها باعث می گردد بعضی پولدار شوند! فعالیت دلالان باعث بالا رفتن قیمت رمزارزها و به ویژه بیت کوین شده و بسیاری از سرمایه گذاران اولیه را به سودهای میلیاردی رسانده است. هنوز نمی دانیم که این فعالیت ها تاثیر مثبتی دارند یا خیر اما بعضی منتقدان اینگونه تصور می نمایند که دلالان به مزایای طولانی مدت توجهی ندارند.

به مروز زمان شرکت های بزرگ به سراغ ارزهای دیجیتالی رفته اند و این علاقه در حال افزایش است. در فوریه سال 2021 شرکت تسلا بیان کرد 1.5 میلیارد دلار بر روی بیت کوین سرمایه گذاری نموده و خرید از این شرکت به وسیله بیت کوین را می پذیرد.

نقد

از سوی دیگر منتقدان نیز استدلال های منطقی نسبت به رمز ارز دارند. اولین نقد آنها این است که رمز ارز بازار تنظیم شده ای ندارد. بسیاری از دولت ها خیلی زود وارد بازار رمز ارز شدند اما تعداد کمی از آنها هستند که مجموعه قوانین مدون و جامعی برای رمز ارز داشته باشند. همچنین اینکه با توجه به فعالیت های احساسی دلالان که پیشتر به آن اشاره شد رمز ارز به راحتی قابل نابودی است. در سال 2016 یک بیت کوین معادل 450 دلار بود. در سال 2018 قیمت آن به 16.000 دلار رسید و سپس تا 3.100 دلار کاهش یافت. در سه ماهه اول سال 2021 نیز شاهد افزایش و کاهش شدید قیمت بیت کوین بودیم که به شدت خبرساز شده بود. این عدم ثبات باعث شده که افراد معدودی به ثروت فراوان برسند اما افراد بسیار زیادی به شدت ضرر نمایند.

فراتر از بیت کوین: بلاکچین اتریوم

بلاکچین در اصل به عنوان یک سیستم ثبت دفتری فوق شفاف برای فعالیت های بیت کوین خلق شد. بلاک چین و بیت کوین گذشته پر باری با یکدیگر داشته اند. اما شفافیت و امنیت این فناوری در زمینه های مختلف رشد فزاینده ای داشته که بیشتر آن را مرهون بلاک چین اتریوم است.

در اواخر سال ویتالیک بوترین توسعه دهنده روسی-کانادایی سپیدنامه ای منتشر کرد و پیشنهاد یک پلتفرم ترکیبی از عملکرد سنتی بلاکچین را ارائه داد که یک تفاوت کلیدی داشت: اجرای کد کامپیوتر. اینگونه بود که پروژه اتریوم خلق شد.

بلاکچین اتریوم به توسعه دهندگان این امکان را می دهد تا به خلق برنامه های پیچیده ای بپردازند که می توانند در بلاک چین با یکدیگر تعامل داشته باشند.

برنامه نویسان اتریوم می توانند توکن هایی خلق نمایند که نماینده هر نوع دارایی دیجیتال هستند. می توان مالکیت این توکن ها را ردیابی نموده و با استفاده از مجموعه ای از دستورالعمل های برنامه نویسی آنها را به کار گرفت.

توکن می تواند یک فایل موزیک یک قرارداد بلیط کنسرت یا حتی سوابق پزشکی بیمار باشد. به تازگی توکن های غیر قابل تعویض (NFT) نیز وارد بازار بلاک چین شده اند.

اینها توکن های منحصر به فرد بر پایه فناوری بلاکچین هستند که رسانه های دیجیتال (مانند ویدیو موزیک و آثار هنری) را در خود ذخیره می نمایند. هر NFT قابلیت تایید صحت سابقه و مالکیت منحصر به فرد یک رسانه دیجیتالی را دارد. این توکن ها با استقبال بسیار بالایی روبرو شدند زیرا به خالقان آثار دیجیتالی این امکان را می دهند تا آثار خود را خرید و فروش نموده و اعتبار و سود مناسبی دریافت نمایند.

بلاکچین به مرور واجد کارایی هایی فراتر از رمزارز شده و در بخش های رسانه ای دولتی و امنیت هویت نیز کارکرد دارد. در حال حاضر هزاران شرکت در حال تحقیق و توسعه محصولات و زیست بوم هایی هستند که کاملا بر اساس این فناوری رو به رشد کار می نمایند.

فرایند نقل و انتقال

تراکنش ها بسته به بلاک چینی که در آن انجام می شوند از یک فرآیند خاص پیروی می نمایند. به عنوان مثال در بلاک چین بیت کوین اگر یک تراکنش را با استفاده از کیف پول رمزنگاری خود - برنامه ای که رابطی برای بلاک چین فراهم می نماید - شروع کنید دنباله ای از رویدادها شروع می گردد. در بیت کوین تراکنش شما به یک استخر حافظه فرستاده می گردد جایی که ذخیره می گردد و در صف قرار می گیرد تا زمانی که یک ماینر یا اعتبارسنجی آن را دریافت کند. هنگامی که وارد یک بلوک می گردد و بلوک با تراکنش ها پر می گردد با استفاده از یک الگوریتم رمزگذاری بسته و رمزگذاری می گردد. سپس استخراج شروع می گردد.

مزایا و معایب فناوری بلاکچین

پس از آنکه دانستیم بلاکچین چیست اکنون می توانیم با شناخت بهتری با آن روبرو شده و آن را نقد کنیم. با وجود تمام پیچیدگی ها بلاک چین به عنوان یک پلتفرم غیرمتمرکز ثبت سابقه تقریبا نامحدود است. از حریم خصوصی بیشتر برای کاربر و افزایش امنیت او گرفته تا هزینه پردازش و خطاهای کمتر بلاکچین ممکن است بتواند برنامه هایی فراتر از کاربردهای امروز را پشتیبانی کند. اما معایبی نیز دارد.

مزایا

بهبود دقت با کنار گذاشتن دخالت انسانی در فرایند تایید

کاهش هزینه ها با حذف تایید شخص ثالث

تمرکززدایی باعث سختی در تغییرات و دستکاری می گردد

معاملات امن خصوصی و کارآمد می شوند

فناوری شفاف

ایجاد جایگزین برای فرایند بانکی و محیطی امن برای حفظ اطلاعات شخصی شهروندان کشورها

معایب

هزینه قابل توجه و بسیار بالای استخراج بیت کوین

تعداد پایین جابجایی در هر ثانیه

سابقه استفاده در فعالیت های غیر قانونی

نبود مقررات جامع و مدون

شاید پاسخ به سوال بلاکچین چیست کار آسانی باشد اما باید اقرار کرد که شناخت این فناوری و پدیده این روزهای اقتصاد جهان کار آسانی نخواهد بود. در حقیقت کمتر فردی است که بتواند مسیر پیش روی رمزارزها را به درستی شناخته و پیش بینی کند. مخصوصا آنکه جوان بودن این فناوری باعث می گردد تاثیر پذیری زیادی از جهانی بیرون داشته باشد. پس باید بدانیم که پاسخ بلاکچین چیست تنها ابتدای راه است.