بلاك چين
بلاك چين به ساده‌ترين شكل
بلاك چين به لطف شهرت قيمت بيت‌كوين به بحث اصلي دنياي فناوري تبديل شده است. در اين مطلب قصد داريم به ساده‌ترين زبان، اين فناوري كاربردي را توضيح دهيم.
اين روزها همه در مورد بيت‌كوين و قابليت‌هاي بي‌شمار اين ارز ديجيتال صحبت مي‌كنند. از ناآشناترين افراد به دنياي فناوري تا فعالان بورس، همگي به اين پديده‌ي انقلابي قرن 21 علاقه‌مند شده‌اند. اما كمتر كسي در مورد فناوري زيرساختي بيت‌كوين، يعني بلاك‌چين اطلاعات كافي دارد. در اين مطلب قصد نداريم در مورد قيمت بيت‌كوين يا آينده‌ي اقتصاد با توجه به ظرفيت‌هاي ارز ديجيتال صحبت كنيم. هدف ما، توضيح دادن فناوري زيرساختي يعني Blockchain و ظرفيت‌هاي آن براي دهه‌هاي بعد در دنياي فناوري است.
مروري بر تاريخ
در 31 اكتبر سال 2008، يك مقاله از طرف شخص يا سازماني با نام مستعار ساتوشي ناكاموتو منتشر شد. ايده‌ي اين مقاله، ارسال و دريافت پول بين دو نفر به‌صورت مستقيم و ناشناس بود. اين مقاله، به مفهوم مورد نظر خود نام Bitcoin را اختصاص داد. از آنجايي كه بيت‌كوين براي عملكرد خود از رمزنگاري استفاده مي‌كند، دسته‌بندي ارز رمزنگاري شده براي آن پيشنهاد شد. البته اصطلاح ارز ديجيتال نيز از آن زمان رواج پيدا كرد.
تنها هدف بيت‌كوين، تراكنش‌هاي مالي بود؛ اما محققان با بررسي فناوري زيرساختي آن، متوجه پتانسيل‌هاي بالاي آن براي استفاده در صنايع ديگر شدند. پتانسيلي كه مي‌توانست اپليكيشن‌هايي قوي با رويكردي انقلابي براي صنايع مختلف بسازد. بلاك‌چين، نامي بود كه براي اين فناوري زيرساختي استفاده شد.
تا اينجا چند اصطلاح فني را بيان كرده‌ايم. در ادامه، هريك از اين اصطلاحات را به زبان ساده توضيح مي‌دهيم.
توضيح بلاك‌چين با مثال‌هاي ملموس دنياي واقعي
تصور كنيد كه در شهري كوچك زندگي مي‌كنيد. اين شهر پاركينگي يك طبقه با ظرفيت 200 خودرو دارد. پاركينگ، يك ورودي دارد كه هميشه قفل است. اين درب ورودي تنها در زمان ورود يا خروج خودروها باز مي‌شود. حال بياييد اين پاركينگ و ساختمان آن را از زواياي مختلف بررسي كنيم:
- قيمت بيت كوين: پاركينگ توسط يك شركت خصوصي ساخته شده است و آنها، تمام هزينه‌هاي نگهداري و مديريت آن را بر عهده دارند. به‌همين دليل، هزينه‌ي اجاره‌ي يك جاي پارك هميشگي در اين پاركينگ، بالا است.
- امنيت: اگر دزدها از درب اصلي رد شوند، به‌راحتي به خودروي شما دسترسي خواهند داشت. حتي در صورت دزديده نشدن خودرو، لوازم داخل آن، باتري و موارد ديگر در معرض سرقت خواهند بود.
- محدوديت: اگر تعداد خودروها در شهر شما از 200 به 300 خودرو برسد، تكليف چيست؟ فضاي پاركينگ براي همه‌ي خودروها كافي نخواهد بود و شركت‌هاي خصوصي ديگر، پاركينگ‌هاي ديگري مي‌سازند.
- اعتماد: شما به شركت مسئول پاركينگ اعتماد داريد و آنها، مسئول نگهداري و مراقبت از خودروي شما هستند.
- تمركز: از آنجايي كه همه‌ي خودروها در يك ساختمان هستند، اين پاركينگ ماهيتي متمركز دارد.
اكنون اين سناريو را كمي پيشرفت مي‌دهيم.
فرض كنيد 200 خانه در شهر شما هست و هر خانه، دو جاي پارك دارد. براي ساده كردن فرضيات، خودروهاي هر خانه را نيز يك عدد در نظر مي‌گيريم. در نتيجه، هر خانه، يك جاي پارك خالي دارد. اهالي شهر تصميم مي‌گيرند تا اين جاي خالي را به متقاضيان، اجاره دهند. اين مدل اجاره، مشكل خودروهاي اضافي را حل مي‌كند و نيازي به ساختن پاركينگ بزرگ مركزي نخواهد بود. حال، بياييد اين سناريوي جديد را بررسي كنيم:
- قيمت: مردم، فضاي اضافي را به‌صورت اختصاصي براي اجاره نساخته‌اند. در نتيجه، هزينه‌هاي تعمير و نگهداري با فضاي پارك خودشان مشترك بوده و بسيار كم خواهد بود. در نتيجه، هزينه‌ي اجاره‌ي اين جاي پارك بسيار كمتر از يك پاركينگ متمركز بزرگ مي‌شود.
- امنيت: هر خودرو، در پاركينگي مجزا قفل شده است. سارقان براي دسترسي به خودروها بايد به اين پاركينگ‌هاي اختصاصي دسترسي پيدا كنند؛ يعني امنيت بيشتر. البته امنيت در بلاك‌چين به‌گونه‌اي ديگر تعريف مي‌شود اما در حال حاضر از همين تعريف براي آن استفاده مي‌كنيم.
- محدوديت: با افزايش تعداد خانه‌ها، با در نظر گرفتن فضاي اضافي پارك هر خانه، جاي پارك كلي نيز به‌خوبي افزايش مي‌يابد. با اين روند، تعداد اجاره‌دهنده‌ها و اجاره‌كننده‌ها نيز به‌تبع، افزايش خواهد يافت.
- عدم نياز به اعتماد: از آنجايي كه هيچ سازماني براي كنترل اين پاركينگ‌هاي غيرمتمركز وجود ندارد، قوانين توسط همه‌ي صاحبان پاركينگ‌ها تصويب مي‌شوند.
- غير متمركز: اين مكان‌هاي پارك در تمام شهر پخش شده‌اند در نتيجه مي‌توان كل شهر را يك پاركينگ غيرمتمركز تصور كرد.
فروش بيت كوين
مثال عيني بالا، مفاهيم بنيادين براي درك زيرساخت‌هاي فني بلاك‌چين را فراهم مي‌كند.
از مدل پاركيگ تا مدل فني
مدل پاركينگ، مفاهيمي كلي از بلاك‌چين را با مثالي از دنياي واقعي تركيب مي‌كند. در ادامه، بخش‌هاي مختلف مدل پاركينگ را با بخش‌هاي فني بلاك‌چين متناظر مي‌كنيم.
پاركينگ بزرگ مركزي، يك سيستم متمركز مانند سرورهاي شركت AWS (خدمات تحت وب آمازون) يا گوگل كلاود است (البته اين خدمات ابري نيز تاحدودي غيرمتمركز هستند اما براي ساده‌تر شدن موضوع، آنها را يك ماهيت متمركز در نظر مي‌گيريم).
خودروها، همان داده يا اپليكيشن‌ها هستند.
پاركينگ‌هاي غيرمتمركز، سيستم‌هاي غيرمتمركز شبيه به بلاك‌چين هستند.
قفل هر بلوك، وابسته به قفل بلوك قبلي و داده‌هاي موجود در آن است
-
فراموش نكنيد كه همه‌ي سيستم‌هاي غيرمتمركز، بلاك‌چين نيستند. بلاك‌چين نوعي خاص از سيستم‌هاي غيرمتمركز است كه خصوصيتي ويژه دارد.
در ادامه به اين خصوصيت مي‌پردازيم.
بلوك‌هايي كه بلاك‌چين را تشكيل مي‌دهند
بار ديگر به سراغ طرح پاركينگ مي‌رويم و تغييراتي در آن ايجاد مي‌كنيم. فرض كنيد قفل هر پاركينگ، در زمان ورود خودرو به آن، ساخته مي‌شود (فرض اول اين است كه هر خودرو، هر روز به همان پاركينگ هميشگي مي‌رود). به‌علاوه، گاراژها به ترتيب و سريالي، شماره‌گذاري شده‌اند.
در مرحله‌ي بعد، تركيب قفل و كليد گاراژ شماره‌ي 50، بر اساس تركيب قفل و كليد گاراژ شماره‌ي 49 ساخته شده است. به‌علاوه، اين تركيب به مشخصات خودروي پارك شده مانند رنگ، وزن، نوع موتور و موارد ديگر نيز وابسته است. به اين ترتيب از گاراژ شماره‌ي يك شروع شده و تا گاراژ 200 و پس از آن، ادامه خواهد يافت.
در نتيجه‌ي فرضيه‌ي زنجيره‌اي بالا، اگر دزدي وارد گاراژ 49 شده و مشخصات يك خودرو مانند رنگ يا وزن آن را تغيير دهد، تركيب قفل و كليد اين گاراژ تغيير خواهد كرد. در نتيجه‌ي اين تغيير، تركيب قفل و كليد گاراژ‌هاي بعدي نيز (كه به اين گاراژ وابسته بودند)، تغيير مي‌كند.
فرضيه‌ي نهايي ما براي اين بخش، آن است كه پردازش تركيب قفل و كليد هر گاراژ، نيازمند منابع پردازشي بسيار خواهد بود. در نتيجه، در صورت تغيير ويژگي يك خودرو در يكي از پاركينگ‌ها، محاسبه‌ي مجدد اين جفت‌هاي قفل و كليد، تقريبا غير ممكن مي‌شود.
ايجاد قفل جديد نيازمند منابع پردازشي بسيار قوي است
براي استعلام قيمت بيت كوين به صرافي ارز ديجيتال پارسيان ارز مراجعه نماييد
اگر يك تركيب قفل و كليد تغيير كند؟
قبلا گفتيم كه همه‌ي صاحبان گاراژها از قوانيني پيروي مي‌كنند. يكي از اين قوانين، بررسي معتبر بودن پاركينگ است. يك پاركينگ زماني معتبر است كه بتوان تركيب قفل و كليد آن را تأييد كرد. به‌علاوه در صورت تغيير هر تركيب، تركيب تمامي پاركينگ‌ها غيرمعتبر خواهد بود چون همه‌ي آنها به هم وابسته هستند. در اين ميان، فرآيند تأييد جفت‌هاي قفل و كليد، از ساختن تركيب جديد سريع‌تر است.
اين وابستگي جفت‌ها به جفت‌هاي قبلي، زنجيره‌اي از گاراژها را ايجاد مي‌كند. در اصطلاحات فني به اين گاراژها بلوك (Block) گفته مي‌شود. در نتيجه، نام زنجيره‌ي بلوكي يا بلاك‌چين ايجاد مي‌شود.
بلوك‌ها در شبكه‌ي بلاك‌چين، با استفاده از هش (همان تركيب قفل و كليد) به هم وابسته مي‌شوند. مانند مثال گاراژ، اگر داده‌ي يك بلوك تغيير كند، هش‌ها بايد دوباره محاسبه شوند. از آنجايي كه محاسبه‌ي مجدد هش، به منابع پردازشي زيادي نياز دارد، امكان آن از بين رفته و شبكه، بلوك غيرمعتبر را به‌سرعت شناسايي مي‌كند. در اصطلاحات فني، به محاسبه‌ي هش، معدن‌كاوي يا Mining گفته مي‌شود.
فروش بيت كوين
بازيابي بلوك‌ها در صورت ايجاد تغييرات
همه‌ي كامپيوترهاي حاضر در شبكه‌ي بلاك‌چين، يك كپي از كل آن در اختيار دارند. در نتيجه اگر يك بلوك يا حتي يك زنجيره‌ي كامل در يك كامپيوتر يا چند كامپيوتر تغيير كند، همه‌ي شبكه آن را با نسخه‌ي در اختيار خودشان، مقايسه مي‌كنند.
اگر اكثر كامپيوترهاي شبكه (كه با نام Node شناخته مي‌شوند) به اين نتيجه برسند كه يك بلوك، غيرمعتبر است، بلوك تغييريافته با بلوك معتبر ديگر زنجيره‌هاي جايگزين مي‌شود. اين اصل، بلاك‌چين را در برابر حمله‌ي معروف به حمله‌ي 51 درصدي، آسيب‌پذير مي‌كند. به بيان ساده‌تر اگر بيش از 50 درصد از نودهاي شبكه، اهداف خرابكاري داشته يا زنجيره را تغيير دهند، كل شبكه در معرض خطر خواهد بود.
سؤال اوليه در مورد اين پديده‌ها آن است كه ما چه نيازي به اين سكه‌ها داريم؟ سكه‌ها يا ارزهاي ديجيتال علاوه بر تبديل شدن به ابزاري براي تبادل پول، عواملي براي انگيزه دادن به كامپيوترهاي حاضر در شبكه‌ي بلاك‌چين هستند. براي توضيح اين پديده‌ها نيز به همان مثال پاركينگ مراجعه مي‌كنيم.
مقايسه‌ي پرداخت هزينه‌ي گاراژ با ارز ديجيتال
به ياد داريد كه صاحبان پاركينگ‌ها، فضاهاي پارك را به متقاضيان اجاره مي‌دهند. در اينجا، مستأجر چگونه هزينه‌ي صاحب پاركينگ را پرداخت خواهد كرد؟ پاسخ ساده است: تبادل وجه بانكي. اما چرا صاحب پاركينگ بايد اطلاعات حساب بانكي خود را با يك فرد غريبه به اشتراك بگذارد؟
براي حل چالش بالا، از راهكارهاي پرداخت واسط مانند پي‌پال استفاده مي‌كنيم. درواقع، صاحبان پاركينگ‌ها با استفاده از ايميل‌آدرس حساب پي‌پال، هزينه‌ي پاركينگ را دريافت مي‌كنند. بدين ترتيب، آنها نيازي به اشتراك اطلاعات حساب بانكي با غريبه‌ها ندارند. اين فرآيند، علاوه بر حريم خصوصي، ناشناس بودن را نيز تضمين مي‌كند. با استفاده از روش‌هايي مثل پي‌پال، صاحب گاراژ و مستأجر براي يكديگر ناشناس باقي مي‌مانند.
ارز ديجيتال، براي انگيزه دادن به مشاركت‌كنندگان در بلاك‌چين ايجاد شد
در دنياي رمزنگاري، همين اتفاق با تغييراتي كوچك رخ مي‌دهد. در اينجا به‌جاي استفاده از ايميل‌آدرس، از آدرس كيف پول‌هايي همچون بيت‌كوين، اتريوم يا موارد ديگر استفاده مي‌كنيم. ماهيت شبكه‌ي اين ارزها، ناشناس بودن را براي همه‌ي افراد درگير تضمين مي‌كند. همين ويژگي، دليل مخالفت بسياري از دولت‌ها با اين ارزها است.
معدن‌كاوي؛ سكه‌ها چگونه به‌وجود مي‌آيند؟
در دنياي ارز ديجيتال نيز مانند دنياي واقعي مي‌توان با پرداخت پول سنتي، ارز رمزنگاري شده خريد. اين فرآيند در صرافي‌هاي اين ارزها يا با معامله با دارندگان سكه‌ها انجام مي‌شود. سؤال اصلي اين است كه اولين سكه‌ها در اين شبكه‌ها چگونه ايجاد مي‌شوند يا تعداد سكه‌هاي موجود چگونه افزايش مي‌يابد؟ براي پاسخ به اين سؤال، ابتدا بايد فرآيند معدن‌كاوي يا ماينينگ را شرح دهيم.
در بخش‌هاي قبلي، در مورد پردازش و تأييد بلوك‌ها صحبت كرديم. در مثال پاركينگ‌ها، تصور كنيد كه همه‌ي صاحبان پاركينگ، در فرآيند محاسبه‌ي جفت قفل و كليدها شركت كنند. اين فرآيند نيز به منابع قوي پردازشي نياز دارد. در اينجا رقابتي براي پردازش سريع‌تر جفت قفل و كليد جديد ايجاد مي‌شود و هر كس، زودتر از بقيه به پاسخ صحيح برسد، برنده خواهد شد. كل اين فرآيند محاسبه‌ي جفت صحيح قفل و كليد، معدن‌كاوي ناميده مي‌شود.خريد بيت كوين
اما چرا صاحب يك پاركينگ بايد وقت و زمان خود را براي محاسبه‌ي جفت قفل و كليد جديد صرف كند؟ براي اين منظور، بايد به آنها انگيزه بدهيم. تصور كنيد كه برنده‌ي اين رقابت، وجهي را به‌عنوان جايزه دريافت مي‌كند. اين پول، قبلاً در سيستم پاركينگ‌ها وجود نداشت و اكنون در شكل يك جايزه، به‌عنوان پول جديد به سيستم تزريق شد.
در دنياي ارزهاي ديجيتال، به‌ياد داريم كه هر بلوك با هش محافظت مي‌شود. هش‌ها بر اساس داده‌هاي هر بلوك و همچنين هش بلوك قبلي، محاسبه مي‌شوند. اين ترتيب باعث اتحاد بين بلوك‌ها و ايجاد همان زنجيره‌ي مشهور مي‌شود.
فرآيند محاسبه‌ي هش، به قدرت پردارش بالا نياز دارد؛ چرا كه شما بايد مقدار واقعي هش را با سعي‌وخطاهاي متعدد پيدا كنيد. در نتيجه، هرچه بتوانيد هش‌هاي بيشتري را در زمان كمتر حدس بزنيد، شانس بردن جايزه‌ي شما بيشتر خواهد بود. همين ماهيت باعث مي‌شود كه افراد هزينه‌هاي زيادي براي خريد دستگاه‌هاي قدرتمندتر معدن‌كاوي پرداخت كنند.
در اينجا نيز افراد تنها به انگيزه‌ي دريافت جايزه، كامپيوتر خود را در اختيار شبكه‌ي بلاك‌چين قرار مي‌دهند. هر كامپيوتري كه زودتر از همه، هش را محاسبه كند، مقدار مشخصي از سكه‌ي آن شبكه را دريافت خواهد كرد. اين سكه‌هاي جديد، قبلاً در سيستم نبودند و به‌همين دليل، ايجاد شدن آنها مانند كشف سكه در معدن است.
اپليكيشن‌هاي غيرمتمركز و قراردادهاي هوشمند
در ابتداي مقاله به اين نكته اشاره كرديم كه محققان، ظرفيت‌هاي متعددي به‌جز ارز ديجيتال براي بلاك‌چين، فناوري زيرساخت بيت‌كوين كشف كرده‌اند. يكي از اين ظرفيت‌ها، قراردادهاي هوشمند است. براي توضيح اين بخش، بار ديگر به مثال پاركينگ‌ها باز مي‌گرديم. فرض كنيد هيچ جايزه‌اي براي برندگان معدن‌كاوي وجود نداشته باشد.
فرض كنيد براي پرداخت هزينه‌ي پاركينگ، دستگاهي در ورودي هركدام از آنها نصب شود. اين دستگاه يك كد QR دارد و شما با اسكن آن، هزينه را از حساب پي‌پال خود پرداخت مي‌كنيد. در اين ميان، هزينه‌اي نيز به‌عنوان كارمزد كسر مي‌شود. اين ماشين‌ها هزينه‌ي پاركينگ را جمع مي‌كنند. در پايان وقتي پاركينگ‌ها بسته شدند، صاحبان گاراژها به حل مسئله‌ي جفت قفل و كليد مشغول مي‌شوند. در نهايت، برنده‌ي اين رقابت، پول كارمزدها را دريافت مي‌كند.
در سيستم قراردادهاي هوشمند، خبري از معدن‌كاوي و توليد پول جديد نيست
ماشين جمع‌آوري هزينه‌ي پاركينگ در مثال بالا، ماشين هوشمندي محسوب مي‌شود چون به‌صورت خودكار تصميم مي‌گيرد كه پول جمع‌آوري شده را به برنده‌ي رقابت پرداخت كند. درصورتي كه هرمشكلي در اين سيستم ايجاد شود يا خطايي فني رخ دهد، ماشين هوشمند، هزينه‌ي پاركينگ را به شما بازخواهد گرداند. سپس يا هزينه را مجددا پرداخت يا خودرو راز از پاركينگ خارج مي‌كنيد.
در شبكه‌ي بلاك‌چين، ماشين هوشمند با اصطلاح قرارداد هوشمند شناخته مي‌شود. اين قرارداد هوشمند، يك كد است كه همه‌ي كارها را در شبكه انجام مي‌دهد. از آنجايي كه همه‌ي گاراژها، ماشين‌هاي هوشمند داشتند، كامپيوترهاي شبكه‌ي بلاك‌چين نيز نسخه‌اي از قرارداد هوشمند را دارند. در نتيجه، وقتي وجهي در شبكه جابجا مي‌شود، قراداد هوشمند آن را بررسي مي‌كند و در صورت بروز هرگونه اشكال، وجه را بازمي‌گرداند.
اما قراردادهاي هوشمند تنها براي تبادل پول استفاده نمي‌شوند. مي‌توانيد از آنها براي ذخيره يا تغييرات داده در بلاك‌چين استفاده كنيد. مثال‌هايي از آنها، سرويس Viuly شبيه به يوتيوب، Storj يا SiaTech شبيه به دراپ‌باكس يا حتي بازي‌هايي مثل Cryptokitties هستند.
بار ديگر به سؤال ابتداي اين بخش باز مي‌گرديم. اگر پولي در اين شبكه ايجاد نشود، چرا افراد بايد كامپيوترهاي خود را در اختيار قراردادهاي هوشمند بگذارند؟ پاسخ روشن است. مانند ماشين‌هاي هوشمند پاركينگ‌ها كه وجه كارمزد دريافت مي‌كردند، قراردادهاي هوشمند نيز درصد كمي از پول را به‌عنوان كارمزد دريافت كرده و به كامپيوترهاي مشاركت‌كننده در شبكه پرداخت مي‌كنند.