بلاکچین، زنجیره‌ای از بلاک‌ها است که داده‌ها را درون این بلاک‌ها ذخیره می‌کند. این ذخیره سازی به نحوی انجام می‌شود که هک کردن (حذف یا تغییر دادن اطلاعات) و ایجاد اختلال در آن تقریباً غیرممکن شود. نحوه کار بلاکچین (Blockchain)، یکی از پرتکرار ترین سوالات بازار رمز ارزها بوده و خیلی از فعالین بازار رمزارزها به دنبال جواب آن می‌باشند؛ اما این فناوری چیست، بلاکچین چگونه کار می کند و چه راه حل‌هایی را ارائه می‌دهد؟ در ادامه این مقاله سعی داریم به این سوالات پاسخ دهیم، پس تا آخر این مقاله با بیتفا همراه باشید!

تاریخچه بلاکچین (Blockchain)

ایده فناوری بلاکچین برای اولین بار در سال 1991 توسط یک گروه پژوهشگر در جهت حفظ و ذخیره سازی داده‌های حساس (مانند داده‌های ژنتیکی و داده‌های نظامی) شرح داده شد تا دیگر امکان دستکاری و تغییر محتوای داده‌ها و زمان ثبت آن وجود نداشته باشد؛ در واقع این ایده شبیه ساختن یک پایگاه داده بود، اما به صورت یک دفتر اسناد رسمی.

البته بلاکچین برای اولین بار در سال 2009 توسط ساتوشی ناکاموتو در بیت کوین کاربرد خود را پیدا کرد و به همین دلیل می‌توان این تکنولوژی فوق‌العاده (بلاکچین) را هدیه ساتوشی ناکاموتو به جامعه دانست!

نحوه کارکرد فناوری بلاکچین از فناوری‌های تشکیل دهنده آن نشأت می‌گیرد؛ بلاکچین در واقع یک دفتر کل توزیع شده است که تراکنش‌ها را تایید کرده و داده‌ها را ذخیره می‌کند و در انتها، یک کپی از کل داده‌ها را بین تک تک سرورهای (گره‌ها) شبکه پخش می‌کند و با غیرمتمرکز سازی داده‌ها، امکان تغییر و دستکاری آن‌ها را تقریباً به صفر می‌رساند. بلاکچین خود از زنجیره ای از بلاک‌ها ساخته شده است. بلاکچین داده‌ها را درون بلاک‌ها ذخیره می‌کند و این بلاک‌ها را به یک دیگر متصل می‌کند. در ادامه مطلب به نحوه کار و ذخیره سازی داده‌ها در بلاک‌ها خواهیم پرداخت.

بلاک‌ها، آجرهای ساختمان بلاکچین!

همان طور که بالاتر به آن اشاره کردیم داده‌ها درون بلاک‌ها ذخیره می‌شوند، ولی بیایید دقیق‌تر این بلاک‌ها را بررسی کنیم.

هر بلاک، یک سری داده را ذخیره می‌کند ولی نوع این داده‌ها به ساختار آن بلاکچین بستگی دارد و در بلاکچین‌های مختلف متفاوت است. قابل ذکر است که اکثر بلاک چین‌ها مانند بیت کوین، داده‌هایی از جمله آدرس‌های کیف پول‌های فرستنده و گیرنده و میزان دارایی انتقال داده شده را ذخیره می‌کنند. بلاک‌ها در بلاکچین‌های مختلف علاوه بر تفاوت در نوع داده ذخیره شده در میزان حجم داده ذخیره شده نیز اختلاف دارند؛ برای مثال هر کدام از بلاک‌های بلاکچین بیت کوین 1MB داده را ذخیره می‌کنند، در حالی که در بلاکچین بیتکوین کش (Bitcoin Cash)، که این بلاکچین خود یک فورک از بیت کوین می‌باشد، هر بلاک توانایی ذخیره داده تا 32MB را نیز دارد.

کد هش (Hash)، هویت هر بلاک

همان طور که قبل‌تر در مقاله رمزنگاری چیست به صورت کامل توضیح دادیم، بلاکچین داده‌ها را با توابع هش رمزنگاری می‌کند و هر بلاک که در بلاکچین ایجاد می‌شود دارای یک کد هش (Hash) است. این کد هش در هر بلاک به صورت منحصر به فرد برای هر بلاک است و در واقع می توان گفت که هش، هویت بلاک‌ها را مشخص می‌کند. از آن جایی که هر بلاک بر اساس داده‌های بلاک‌های قبلی خود ایجاد می‌شود، برای افزایش امنیت باید هش بلاک قبلی خودش را نیز ذخیره کند (به بلاک قبلی هر بلاک، بلاک والد یا Parent block گفته می‌شود در واقع هر بلاک باید هش بلاک والد خود را نیز ذخیره کند).

پس هر بلاک مقداری داده، هش خود و هش بلاک والد خود را در بر می‌گیرد.

چرا هر بلاک، هش بلاک قبلی خود را ذخیره می کند؟

به دو دلیل باید هر بلاک هش بلاک قبلی خود را نیز ذخیره کند:

ترتیب بلاک‌ها: بلاک‌ها ترتیب داشته باشند و جایگاه هر بلاک در بلاکچین مشخص باشد.

افزایش امنیت: همانطور که گفتیم هر کد هش با توجه به داده‌های ذخیره شده در آن بلاک منحصر به فرد است و اگر هر کدام از این داده‌ها تغییر کنند، هش آن بلاک نیز تغییر خواهد کرد. پس اگر هر بلاک کد هش بلاک قبلی خود را نیز ذخیره کند دیگر امکان تغییر داده‌های بلاک قبلی وجود نخواهد داشت، چون در صورتی که داده‌ها در هر یک از بلاک‌ها تغییر کنند، کد هش یا همان هویت آن بلاک نیز تغییر خواهد کرد و با توجه به اینکه بلاک بعدی هش قبل از تغییرات آن بلاک را ذخیره می‌کرد، هش جدید این بلاک را نخواهد شناخت و این امر (تغییر داده‌های ذخیره شده در بلاک) اصلا کار ساده ای نیست. در واقع ایجاد تغییرات در محتوا یک بلاک (حتی اگر آن بلاک سال‌ها پیش ایجاد شده باشد) امکان‌پذیر نیست، مگر آن که این تغییرات در تمام بلاک‌های ایجاد شده بعد از آن بلاک نیز اعمال شود که این کار بشدت دشوار و تغریباً غیر ممکن است.

بلاک جنسیس (Genesis Block) چیست؟

احتمالا برایتان سوال ایجاد شده باشد که اولین بلاک که هیچ بلاکی قبل از خود نداشته تا هش بلاک قبلی خود را ذخیره کند، چگونه ایجاد شده است؟

به اولین بلاک هر بلاکچین، بلاک جنسیس گفته می‌شود که با ایجاد این بلاک، بلاکچین راه اندازی شده و قوانین بلاکچین تعریف می‌شود. بلاک جنسیس دارای هش بلاک قبلی نیست و درواقع این بلاک به روش کدنویسی سخت ایجاد می‌شود. (برای کسب اطلاعات کامل در رابطه با این نوع بلاک، پیشنهاد می‌کنم مقاله بلاک جنسیس چیست؟ را مطالعه کنید)

بلاکچین‌ها توزیع شده هستند

بلاکچین‌ها به صورت توزیع شده هستند و به جای استفاده از یک نهاد متمرکز از سیستم همتا به همتا (P2P) استفاده می‌کنند که این موضوع یکی از دلایلی محبوبیت بلاکچین است. هر کسی می‌تواند به شبکه‌های بلاکچینی بپیوندد و در هر یک از این بلاکچین‌ها یک گره ایجاد کند. بلاکچین به صورت غیرمتمرکز فعالیت می‌کند و هرکس که به آن بپیوندد و یک گره کامل را راه اندازی کند، یک نمونه از دفتر کل (دفتر کل، تاریخچه یک بلاکچین است و تمام داده‌ها در آن ذخیره می شوند) آن بلاکچین را در دست خواهد داشت و هر چقدر تعداد گره‌ها و نفرات افزایش پیدا کنند بلاکچین غیر متمرکزتر خواهد شد و این امر می‌تواند امنیت بلاکچین را افزایش دهد. هر بلاکچین برای تداوم و پیشرفت کار خود نیاز به افراد و گره‌های بیشتری در شبکه خود دارد.

ماینر ها، ایجاد کنندگان بلاک‌ها

خب تا این جا با بلاک‌ها آشنا شدیم و فهمیدیم که ساختار اصلی بلاکچین هستند ولی این بلاک ها چگونه ایجاد می‌شوند؟

بلاک‌ها توسط ماینرها و یا ولیدیتورها (در بلاکچین‌هایی مانند بلاکچین کاردانو که از الگوریتم اجماع PoS استفاده می‌کنند ولیدیتورها نقش ماینرها را دارند) طی روندی به نام ماینینگ (mining) یا استخراج ایجاد می‌شوند. با توجه به این که هر بلاک، هش و نانس منحصر به فرد خود و هش بلاک قبلی خود را ذخیره می‌کند، ایجاد کردن یک بلاک مخصوصاً در بلاکچین‌هایی با زنجیره طولانی اصلا کار راحتی نیست و به توان عملیاتی بالایی نیاز دارد.

ماینرها توسط سخت افزارهای مخصوص، محاسباتی را انجام می‌دهند و بلاک‌های جدیدی را استخراج و یا تولید می‌کنند. اولین ماینری که بتواند محاسبات را انجام دهد و به اصطلاح "نانس طلایی" بلاک را پیدا کند آن بلاک را ایجاد کرده است و آن را به بلاکچین اضافه می کند (البته باید سازگار با کل داده های قبلی آن بلاکچین باشد و نیاز به تایید بقیه گره‌ها دارد).

مفهوم استخراج مجدد (Re-mining)

برای ایجاد تغییرات و یا دستکاری در یک بلاک، باید آن بلاک را مجدد استخراج و یا به اصطلاح  Re-mining کرد. برای ایجاد تغییرات و استخراج مجدد، علاوه بر استخراج مجدد همان بلاک، باید تمام بلاک‌هایی که بعد از آن بلاک استخراج شده‌اند نیز مجدد ماین شوند. به همین دلیل است که دستکاری در داده‌های یک بلاک و ایجاد تغییرات در داده‌های ذخیره شده در بلاکچین تقریباً غیرممکن است.

انگیزه ماینرها برای فعالیت چیست؟

ماینرها برای تجهیزات و سخت افزارهای خود و استخراج بلاک ها هزینه‌های بالایی را پرداخت می‌کنند و بدون دریافت سود و پاداش، این کار برای ماینرها اصلا منطقی نیست.

ماینر ها به ازای فعالیت و استخراج بلاک‌ها، پاداش‌هایی را نیز دریافت می کنند که این پاداش ارز بومی همان بلاکچین است؛ برای مثال در بلاکچین بیت‌ کوین ماینرها در ازاء استخراج بلاک‌ها به عنوان پاداش رمزارز BTC را دریافت می‌کنند. این ارزهای بومی در بلاکچین خود به عنوان وسیله‌ای برای پرداخت کارمزد تراکنش‌ها و انتقالات وجوه استفاده می‌شود که این کارمزدهای پرداخت شده نیز در نهایت به عنوان پاداش در جهت تایید تراکنش‌ها به ماینرها پرداخته می‌شود و دومین منبع درآمدی ماینرها به حساب می‌آید.

جمع‌بندی

در این مقاله به نحوه کار بلاکچین پرداخته و به سوال بلاکچین چگونه کار می کند پاسخ دادیم! به صورت مختصر می‌توان بلاکچین را  نوعی پایگاه داده دانست اما به صورت توزیع شده و غیرمتمرکز که هر کسی می‌تواند عضوی از آن باشد. بلاکچین از زنجیره‌ای از بلوک‌های با ترتیب مشخص تشکیل شده که این بلاک‌ها توسط ماینرها استخراج (تولید) می‌شوند. داده‌ها درون این بلاک‌ها ذخیره می شوند و تغییر دادن این داده‌ها در بلاک‌ها کار راحتی نیست. بلاکچین در جهت ذخیره‌سازی و پردازش امن و غیرمتمرکز داده‌ها ایجاد شده است و روز به روز در حال کاربردی‌تر شدن و افزایش میزان محبوبیت در سطح جامعه است. به نظر شما این فناوری چه میزان آینده دارد؟ آیا بیت کوین یا هر رمزارز دیگری توانایی جایگزین شدن با پول‌های فیات را خواهند داشت؟