بلاک چین چیست و چه کاربردی دارد؟
استفاده از پایگاه داده برای داشتن داده‌های ساختار یافته و حفظ امنیت داده‌ها از گذشته اهمیت و کاربرد زیادی داشته است، امروزه نوع جدیدی از پایگاه داده با ویژگی‌های متفاوتی ظهور کرده است که به آن بلاک چین می‌گویند.
تاریخچه بلاک چین به پروژه تحقیقاتی سال 1991 برمی‌گردد که در آن زمان، اولین بار استفاده از بلاکچین پیشنهاد شد اما از سال 2009 در بیت کوین استفاده از آن گسترش یافت، در سال‌های بعد از بلاکچین در سایر ارزهای دیجیتال، برنامه‌های کاربردی مالی غیر متمرکز (DEFI)، توکن‌های غیرقابل تعویض(NFT) و قراردادهای هوشمند بیشتر مانند متاورس (متاورس چیست و چه کاربردی دارد؟) استفاده شد.
در ادامه این مطلب خواهیم گفت Block chain چیست؟ و چه ویژگی‌هایی دارد، همراه ما باشید.
استفاده از بلاکچین از سال 2009 در بیت کوین افزایش یافت
فهرست محتوا
بلاکچین چیست؟
Block chain پایگاه داده‌ای است که بین گره‌های شبکه‌های کامپیوتری به اشتراک گذاشته میشود. بلاکچین اطلاعات را در قالب دیجیتال و به صورت الکترونیکی ذخیره می‌کند، بلاکچین نقش بسیار مهمی در سیستم ارزهای دیجیتال دارد ارزهای دیجیتال، از بلاک چین برای حفظ رکورد ایمن و غیرمتمرکز تراکنش‌ها استفاده می‌کنند.
ویژگی مهم بلاک چین، تضمین وفاداری و امنیت رکورد داده‌ها است که برای ایجاد اعتماد نیاز به شخص ثالت مطمئن ندارد. در مقاله ویژگی‌های کلیدی زنجیره بلاک چین به این موضوع بیشتر پرداخته ایم.
کلیدی‌ترین تفاوت بین پایگاه داده معمولی و بلاکچین، نحوه ساختار داده‌ها است، در بلاکچین گروه‌هایی وجود دارند که به آنها بلوک می‌گویند، بلوک‌ها اطلاعات را در خود نگهداری می‌کنند، ظرفیت ذخیره سازی بلوک‌ها مشخص است و هنگامی که ظرفیت آنها کامل شود، بسته می‌شوند و به بلوک پر شده قبلی می‌پیوندند و زنجیره‌ای از داده‌ها را تشکیل می‌دهند که به آنها بلاکچین گفته میشود. اطلاعات جدیدی که به دنبال آن بلوک تازه اضافه شده است، در بلوک تازه ذخیره و اجرا میشود که پس از پر شدن نیز به زنجیره اضافه خواهد شد.
مکانیزم کاری پایگاه داده معمولی به این صورت است که داده‌های خود را در جداول ساختار می‌دهد ولی بلاکچین داده‌های خود را در بلوک‌هایی که در کنار هم پیوسته هستند ساختار می‌دهد، این ساختار داده بلاک چین به طور ذاتی یک جدول زمانی برگشت ناپذیر از داده‌ها را زمانی که غیرمتمرکز پیاده سازی میشود، ایجاد می‌کند.
مثلا زمانی که یک بلوک از داده‌ها پر میشود در هسته قرار می‌گیرد و بخشی از جدول زمانی را تشکیل می‌دهد، سپس به هر بلوک که در زنجیره زمانی به زنجیره اضافه میشود، یک مهر زمانی دقیق داده، است.
بلاک چین چگونه کار می‌کند؟
کاربرد اصلی بلاک چین این است که اطلاعات دیجیتال در آن ثبت و توزیع شود، اما ویرایش نشوند. بلاکچین پایه و اساس اطلاعات غیرقابل تغییر یا سوابق تراکنش‌هایی است که نمی‌شود آنها را تغییر داد، حذف کرد یا به طور کلی از بین برد. برای همین بلاکچین به عنوان فناوری دفتر کل توزیع شده یا DLT شناخته میشود.
در بیت کوین، بلاک‌ها در بلاک چین داده‌های مربوط به تراکنش‌های پولی را ذخیره می‌کنند، در حال حاضر تعداد ارز دیجیتال دیگری که بر روی بلاکچین کار می‌کنند از 10000 هم بیشتر شده است. بلاکچین یک روش قابل اعتماد برای ذخیره داده‌ها در مورد انواع تراکنش‌ها است.
شرکت‌هایی مانند Walmart، Pfizer، AIG، Siemens و Unilever در گذشته بلاکچین را ادغام کرده‌اند، شرکت IBM بلاک چین Food Trust را برای ردیابی مسیری که محصولات غذایی از مبدا تا مقصد طی می‌کنند، ایجاد کرده است.
دلیل مهم شرکت IBM برای این‌کار چیست؟ صنایع غذایی دائم در معرض خطر آلوده شدن به مواد خطرناک هستند که این آلودگی‌ها سبب شیوع بیماری می‌شوند، قبل از استفاده از بلاکچین زمان زیادی صرف پیدا کردن منبع شیوع یا علت بیماری می‌شد و افراد بیشتری درگیر می‌شدند اما از زمان استفاده از بلاکچین برندها این امکان را دارند که مسیر یک محصول غذایی را از مبداء تا مقصد با تمام جزییات طول مسیر ردیابی کنند و از سلامت محصولات اطمینان حاصل کنند یا اگر محصولی آلوده شد، وارد چرخه مصرف نشود. این تنها یک مورد مهم از کاربرد بلاک چین است، کاربردهای متعدد و مفیدی دارد که در ادامه آنها را خواهیم گفت.
کاربرد بلاکچین
از کاربردهای بلاکچین موارد زیر را می‌توان نام برد:
- نقل و انتقالات پول
- مبادلات مالی
- بیمه
- مشاور املاک
- رای دادن
- منافع دولت
- توکن های غیر قابل تعویض
- ردیابی لجستیک و زنجیره تامین
- شبکه‌های امن اینترنت اشیا
- ذخیره سازی داده‌ها
- نگهداری ایمن اطلاعات شخصی
- اشتراک‌گذاری ایمن اطلاعات پزشکی
زمان اعتبارسنجی داده‌ها در بلاکچین عمومی بیشتر از سایر بلاک‌چین‌هاست
انواع بلاکچین
بلاک چین 4 نوع ساختار متعدد دارد : 1- بلاکچین عمومی 2- بلاکچین خصوصی (مدیریت شده) 3- بلاکچین کنسرسیومی 4- بلاکچین ترکیبی، که در ادامه مطلب آنها را بررسی می‌کنیم.
بلاکچین عمومی:
بلاک‌چین‌های فاقد مجوز که هرکاربری اجازه پیوستن به آن را دارد، بلاکچین عمومی غیرمتمرکز است. در بلاکچین عمومی همه گره‌ها از حقوق برابر برای ایجاد بلوک‌های جدید از داده‌ها، اعتبارسنجی بلوک‌های داده و دسترسی به بلاکچین برخوردارند. در بلاک‌چین‌های عمومی، گره‌ها با ایجاد بلوک‌هایی برای تراکنش‌های درخواستی در شبکه با حل معادلات رمزنگاری، ارز دیجیتال را استخراج می‌کنند و در ازای این عملیات سخت مقدار کمی ارز دیجیتال دریافت می‌کنند، این عملیات با دستگاه‌های ماینر انجام میشود ماینرها عابربانک‌های عصر جدید هستند که تراکنش‌ها را تنظیم و برای انجام عملیات‌ها کارمزد دریافت می‌کنند. بلاک‌چین‌های عمومی بیشتر برای تبادل و استخراج ارزهای دیجیتال استفاده شده اند، ارزهایی مانند بیت کوین، اتریوم و لایت کوین.
بلاکچین خصوصی (مدیریت شده):
بلاک چین‌های خصوصی مجاز بوده و توسط سازمانی کنترل می‌شوند و در این بلاکچین سازمان کنترل کننده به عنوان مرجع، مشخص می‌کند که کدام کاربر یگ گره باشد، برای تمام گره‌ها حقوق برابر برای انجام عملکردها وجود ندارد بلاک‌چین‌های خصوصی تا حدودی غیرمتمرکز هستند و دسترسی عمومی به آنها محدود شده است.
بلاکچین خصوصی در شبکه تبادل ارز مجازی کسب و کار، ریپل و هایپرلجر کاربرد دارد. بلاک‌چین‌های عمومی زمان زیادی برای اعتبار سنجی داده‌های جدید نسبت به بلاک‌چین‌های خصوصی صرف می‌کنند. بلاک‌چین‌های خصوصی در برابر کلاه‌برداری و کاربران بد و خرابکار آسیب پذیرند، همین دو ضعف بلاک‌چین‌های عمومی و خصوصی سبب توسعه بلاک‌چین‌های کنسرسیومی و هیبریدی شده است.
بلاکچین کنسرسیومی:
بلاک چین‌های مجازی که توسط گروهی از سازمان‌ها اداره می‌شوند و از تمرکززدایی بیشتری برخوردارند و سطوح بالاتری از امنیت را دارا هستند، راه اندازی بلاکچین کنسرسیومی به دلیل نیاز به همکاری بین تعدادی از سازمان‌ها فرآیند دشواری دارد، زیرا ممکن است بعضی از اعضای زنجیره تامین، فناوری و یا زیرساخت لازم برای پیاده سازی را نداشته باشند یا حتی سازمان‌هایی که زیرساخت لازم را دارند ممکن است هزینه‌های اولیه برای دیجیتالی کردن داده‌های خود و اتصال به سایر اعضای زنجیره تامین که بسیار سنگین است را نپذیرند.
از کاربردهای بلاکچین کنسرسیوم می‌توان گفت؛ در صنعت خدمات مالی، شرکت نرم افزاری سازمانی R3، در زنجیره تامین، CargoSmart کنسرسیوم شبکه تجارت جهانی حمل و نقل را توسعه داده و برای اپراتورهای صنعت دریایی برای همکاری بیشتر مجوز صادر کرده است.
بلاکچین ترکیبی:
بلاک‌چینی که توسط سازمانی کنترل میشود ولی با سطح نظارت بلاکچین عمومی و همانند آن برای انجام اعتبار سنجی تراکنش‌های خاص مورد نیاز است، بخش Food Trust شرکت IBM که برای بهبود کارایی کل زنجیره تامین مواد غذایی از بلاکچین استفاده می‌کند نمونه‌ای از بلاکچین هیبریدی است.
امنیت Blockchain
در بلاکچین، بلوک‌های جدید همیشه به صورت خطی و زمانی ذخیره می‌شوند و به انتهای بلاکچین اضافه می‌شوند، زمانی که یک بلوک به انتهای زنجیره بلوک اضافه شود برگشت به عقب و ویرایش محتوای بلوک کار بسیار دشواری است و فقط در صورتی که اکثریت شبکه برای انجام این کار به اجماع رسیده باشند، امکان‌پذیر است. پس می‌توان گفت که بلاکچین بطور ذاتی از امنیت مناسبی برخوردار است زیرا ساختار داده آن براساس اجماع، رمزنگاری و اصول تمرکززدایی است.
با توجه به ساختار بلاکچین می‌توان گفت که نقطه ضعف و آسیبی در آن وجود ندارد که با استفاده از بتوان تراکنش‌ها را تغییر داده و به بلاکچین نفوذ کرد، ویژگی‌هایی مثل ضد جعل بودن، تغییرناپذیری و عمومی بودن موجب امنیت بالای بلاکچین میشود.
بلاکچین در مکانیسم کاری خود دارای ویژگی‌هایی است که امنیت بلاکچین را افزایش داده و سبب آسودگی خاطر کاربران میشود، این ویژگی‌ها شامل موارد زیر میشود :
دفتر کل یا لجر: اطلاعات در لجر ذخیره شده و پس از آن قابل تغییر نیستند و پس از ثبت در تمام گره‌های سراسر دنیا به‌روز رسانی و ثبت می‌شوند.
زنجیره‌ای از بلاک: یک بلاکچین از بهم پیوستن بلاک‌ها به وجود می‌آید هر بلاکی که ایجاد میشود ارزش هش بلاک قبلی خود را دارد، اطلاعات ثبت شده در بلاک قابل حذف یا تغییر نیست.
حفظ حریم خصوصی: کاربران امکان تشخیص هویت کاربران دیگر را ندارند فقط تراکنش‌های تایید شده و انتقال‌ها برایشان نمایش داده میشود.
رمزنگاری: اطلاعات به نحوی رمزنگاری می‌شوند که فقط کاربری که رمز دقیق داشته باشد امکان دست‌یابی به آن را دارد و رمز برای هر ارز متفاوت است.
تنظیم قراردادهای هوشمند: این قراردادها مانند قراردادهای کاغذی هستند، که در آن دو طرف معامله مشخص هستند اما پس از توافق و عقد قرارداد، تمام بندهای قرارداد به طور اتوماتیک اجرا میشود و نیازی به دخالت کاربران نیست.
در ادامه با یک مثال میزان دشواری نفوذ به یک بلاکچین را توضیح می‌دهیم:
هکری که گره‌ای در یک شبکه بلاکچین اجرا می‌کند و قصد تغییر دادن بلاکچین را دارد در واقع قصد سرقت ارزهای دیجیتال را از دیگران دارد. هکر وقتی نسخه تکی که در دسترس دارد را تغییر دهد آن نسخه با کپی دیگران همخوانی ندارد. وقتی بقیه کپی‌های خود را با یکدیگر مقایسه می‌کنند، می‌بینند که این یک نسخه برجسته میشود و نسخه هکر زنجیره به‌عنوان نسخه غیرمجاز و مخرب کنار گذاشته میشود.
اگر هکری بخواهد در چینن هکی موفق باشد باید به صورت همزمان 51 درصد یا بیشتر از نسخه های بلاکچین را کنترل و تغییر دهد تا کپی جدید آنها با نسخه اکثریت مطابقت داشته باشد و در نهایت در زنجیره مورد تایید قرار گیرد. چنین حمله‌ای همچنین به مقدار زیادی پول و منابع نیاز دارد، زیرا آنها باید همه بلوک‌ها را دوباره انجام دهند زیرا اکنون دارای مهرهای زمانی و کدهای هش متفاوت هستند.
