فناوری بلاک چین چیست؟ تکنولوژی بلاک چین و تاریخچه آن

فناوری بلاک چین چیست؟

بلاک چین، که گاهی به عنوان فناوری دفتر کل توزیع شده (DLT) شناخته می شود، تاریخچه هر دارایی دیجیتال را با استفاده از تمرکززدایی (Decentralization) و هش رمزنگاری (Cryptography) غیرقابل تغییر و شفاف می کند.

یک تشبیه ساده برای درک فناوری بلاک چین، Google Doc است. وقتی سندی ایجاد می کنیم و آن را با گروهی از افراد به اشتراک می گذاریم، سند به جای کپی یا انتقال، توزیع می شود. این شبکه، یک زنجیره توزیع غیرمتمرکز (Decentralize) ایجاد می کند که به همه امکان دسترسی همزمان به آن سند را می دهد. هر کس هر تغییری را که بخواهد، می تواند بدون معطلی در سند مربوطه اعمال کند. به عبارتی، هیچ کس در انتظار انجام تغییرات توسط طرف مقابل، معطل نمی شود. از طرفی، تمامی این تغییرات در سند، در زمان واقعی و بصورت توالی زمانی ضبط می شود و تغییرات کاملاً شفاف می باشند.

البته، بلاک چین از Google Doc پیچیده‌تر است، این تشبیه صرفاً برای ساده سازی فهم پیچیدگی های شبکه بیت کوین است. با این وجود، سازوکار گوگل داک می تواند ویژگی های برجسته این زنجیره را بطور ملموس به ما نشان بدهد. این سه ایده مهم فناوری بلاک چین عبارتند از: قابلیت رمزنگاری، شفافیت و عدم تمرکز

بلاک چین (Blockchain) در یک نگاه

• بلاک چین پایگاه داده ای است که بلوک های رمزگذاری شده داده را ذخیره می کند و سپس آن ها را به هم متصل می کند تا یک منبع مبتنی بر توالی زمانی از رویدادهای انجام شده بر روی داده ها شکل بگیرد.
• دارایی های دیجیتال به جای کپی یا انتقال، توزیع می شوند و رکورد تغییرناپذیری از دارایی ایجاد می کنند.
• دارایی غیرمتمرکز است و امکان دسترسی و شفافیت کامل در زمان واقعی را برای عموم فراهم می کند.
• تغییرات شفاف دفتر کل، یکپارچگی سند کلی را حفظ می کند و این نکته اعتماد به دارایی را ایجاد می کند.
• تدابیر امنیتی ذاتی بلاک چین و دفتر کل عمومی، آن را به یک فناوری اصلی و ایمن برای همه ی بخش ها تبدیل می کند.

بلاک چین یک فناوری نویدبخش و انقلابی است؛ زیرا به کاهش ریسک کمک می کند، تقلب را از بین می برد و شفافیت را به روشی مقیاس پذیر برای کاربردهای بی شمار به ارمغان می آورد.

بلاک چین چگونه کار می کند؟

تمام هدف استفاده از بلاک چین این است که به افراد – به ویژه افرادی که به یکدیگر اعتماد ندارند – اجازه دهیم داده های ارزشمند را به روشی ایمن و بدون دستکاری به اشتراک بگذارند. به این دلیل که بلاک چین ها داده ها را با استفاده از ریاضیات پیچیده و قوانین نرم افزاری نوآورانه ذخیره می کنند که دستکاری آنها برای مهاجمان بسیار دشوار است. – بررسی فناوری MIT

چیزی که این سیستم را از نظر تئوری، غیر قابل دستکاری می کند دو فاکتور است: اثر انگشت رمزنگاری منحصر به فرد برای هر بلوک (Cryptographic fingerprint) و یک «پروتکل اجماع» یا (Consensus protocol)، فرآیندی که توسط آن نود ها در شبکه در مورد تاریخچه مشترک اتفاقات توافق می کنند.

اثر انگشت که هش نامیده می‌شود، در ابتدا زمان و انرژی محاسباتی زیادی برای تولید می‌گیرد. بنابراین به عنوان مدرکی عمل می کند که ماینری که بلاک را به بلاک چین اضافه کرده است، کار محاسباتی را برای کسب پاداش بیت کوین انجام داده است. به همین دلیل، گفته می شود بیت کوین از پروتکل «اثبات کار» یا (proof-of-work) استفاده می کند. همچنین به عنوان نوعی مهر و موم عمل می کند، زیرا تغییر بلوک مستلزم ایجاد یک هش جدید است.

با این حال، تأیید اینکه آیا هش با بلوک خود مطابقت دارد یا نه، آسان است و هنگامی که نود ها این کار را انجام دادند، نسخه های مربوطه خود را از بلاک چین با بلوک جدید به روز می کنند. این فرایند مکانیسم پروتکل اجماع را نشان می دهد.

بلاک چین از سه مفهوم مهم تشکیل شده است: بلاک ها (blocks)، گره ها یا نودها (nodes) و ماینرها(miners).

1- بلاک ها در زنجیره بلاک چین

هر زنجیره در شبکه بلاک چین، از چندین بلوک (Block) بوجود آمده است و هر کدام از این بلوک ها دارای سه عنصر اصلی هستند:

داده های موجود در بلوک

داده های مربوط به هر بلاک عبارتند از: یک عدد کامل 32 بیتی به نام نانس nonce. هنگامی که یک بلوک ایجاد می شود، nonce به طور تصادفی تولید می شود، که سپس یک هش هدر بلوک ایجاد می کند.

هش یک عدد 256 بیتی است که به nonce متصل شده است و با تعداد زیادی صفر شروع می شود.

هنگامی که اولین بلوک یک زنجیره ایجاد می شود، یک nonce هش رمزنگاری را تولید می کند. داده های موجود در بلوک امضا شده در نظر گرفته می شود و برای همیشه به nonce و هش نود خورده است، مگر اینکه استخراج شود.

2- ماینرها

ماینرها، از طریق فرآیندی به نام ماینینگ (Mining) و بر اساس پروتکلی به نام اثبات کار (POW) بلوک های جدیدی را بر روی زنجیره بلاک چین ایجاد می کنند.

در یک بلاک چین، هر بلوک دارای nonce و هش منحصر به فرد خود است، اما همچنین به هش بلاک قبلی در زنجیره اشاره می کند. بنابراین استخراج یک بلوک، مخصوصاً در زنجیره های بزرگ، اصلا کار ساده ای نیست و مستلزم طی مسیر پیچیده ای است.

ماینرها از نرم‌افزار ویژه‌ای برای حل معادله ریاضی فوق‌العاده پیچیده، برای پیدا کردن یک nonce که یک هش پذیرفته شده تولید می‌کند، استفاده می‌کنند. از آنجایی که nonce فقط 32 بیت و هش 256 است، تقریباً چهار میلیارد ترکیب غیر هش ممکن وجود دارد که باید قبل از یافتن ترکیب مناسب استخراج شوند. وقتی این اتفاق می افتد، گفته می شود که ماینرها “nonce طلایی” را پیدا کرده اند و بلوک آنها به زنجیره اضافه می شود.

به لحاظ تئوریکی ممکن است. منتها به صورت عملی، امکان تقلب بسیار پایین و نزدیک به صفر است؛ چرا که انجام تقلب فرایندی بسیار پرهزینه و زمانبر است.

ایجاد تغییر در هر بلوک قبلی در زنجیره، مستلزم استخراج مجدد نه تنها آن بلوک تغییر یافته، بلکه همه بلوک‌هایی است که بعد از آن ایجاد می‌شوند، است. به همین دلیل همواره یکی از بزرگترین نقاط قوت شبکه بلاک چین، عدم تقلب در آن است. می توان گفت که یک سپر امنیتی فوق العاده قوی و نفوذناپذیر مبتنی بر احتمالات ریاضی از این شبکه حفاظت می کند؛ زیرا یافتن نانس های طلایی به زمان و قدرت محاسباتی بسیار زیادی نیاز دارد. محدودیت های موجود در شبکه بیت کوین، که ناشی از مقیاس پذیری این شبکه است، به نوعی تضمینی برای عرضه مشخص بیت کوین در طول زمان می باشد. بطور متوسط هر بلاک برای تولید شدن، به ده دقیقه زمان نیاز دارد. ترکیب این فاکتور و نصف شدن میزان پاداش پرداختی به ماینرها، سوپاپ اطمینانی برای حفظ ارزش بیت کوین می باشند.

هنگامی که یک بلوک با موفقیت استخراج شد، این تغییر توسط تمام نودهای شبکه پذیرفته می‌شود و ماینر پاداش مالی دریافت می‌کند. از این پاداش ماینر تحت عنوان Coin Base Transaction نامبرده می شود. این reward از ابتدای راه اندازی شبکه، به این شکل بوده که هر چهار سال یک بار نصف می شود. به این رویداد، هاوینگ بیت کوین (Halving) گفته می شود. هم اکنون پاداش ایجاد یک بلوک در شبکه بلاک چین بیت کوین، 6.25 بیت کوین است که این میزان در سال 2024 به نصف کاهش پیدا می کند.

برای اطلاع دقیق تر از هاوینگ بیت کوین؛ مقاله “هاوینگ بیت کوین چیست؟” را مطالعه کنید.

3- گره ها یا نودها

یکی از مهمترین مفاهیم در فناوری بلاک چین، تمرکززدایی (Decentralization) است. هیچ نهاد یا گروه خاصی نمی تواند مالک زنجیره باشد. در عوض، یک دفتر کل توزیع شده از طریق نود ها به زنجیره بلاک چین متصل است. نود ها می توانند هر نوع وسیله الکترونیکی باشند که کپی هایی از بلاک چین را نگهداری کرده و عملکرد شبکه را حفظ می کنند؛ به نوعی به نگهداری شبکه بلاک چین کمک می کنند.

هر نود دارای کپی مخصوص به خود از بلاک چین است و شبکه باید هر بلوک تازه استخراج شده را به صورت الگوریتمی تایید کند تا زنجیره به‌روزرسانی، تایید شود و قابل اعتماد باشد. از آنجایی که روند بلاک های ایجاد شده بر شبکه بلاک چین شفاف هست، بنابراین هر واقعه ای در دفتر کل ثبت و ضبط می شود و به راحتی قابل بررسی و مشاهده است. به هر شرکت کننده یک شماره شناسایی الفبایی منحصر به فرد داده می شود که تراکنش های آنها را نشان می دهد.

ترکیب اطلاعات عمومی با سیستم بررسی و تعادل (System of Checks-and-Balances) به بلاک چین کمک می کند تا یکپارچگی خود را حفظ کند و اعتماد کاربران را جلب کند. بر این اساس، بلاک چین را می توان به عنوان مکانیسمی برای مقیاس پذیر نمودن اعتماد بر بستر فناوری تعریف کرد.

به زبانی ساده تر در شبکه بلاک چین اعتماد به صورت سیستمی و شفاف، برای اولین بار در طول تاریخ مکانیزه شده است.

در این شبکه شما نیازی به این ندارید که به شخص، نهاد، سازمان یا رفتار خاصی اعتماد بکنید بلکه اعتماد به خودی خود توسط پروتکل شبکه و بصورت سیستمی، ایجاد می شود و راهی برای دور زدن یا نادیده انگاشتن آن در این سیستم وجود ندارد.

ارزهای دیجیتال؛ آغاز ظهور فناوری بلاک چین

شناخته شده ترین کاربرد بلاک چین (و شاید بحث برانگیزترین آن) در ارزهای دیجیتال (Cryptocurrencies) است. ارزهای رمزنگاری شده، ارزهای دیجیتالی (یا توکن‌هایی) مانند بیت‌کوین، اتریوم یا لایت‌کوین هستند که می‌توان از آنها برای خرید کالا و خدمات استفاده کرد. درست مانند شکل دیجیتالی پول نقد، رمزارز را می توان برای خرید همه چیز از ناهار تا خانه بعدی استفاده کرد. برخلاف پول نقد، رمز ارزها از بلاک چین به عنوان دفتر کل عمومی و سیستم امنیتی رمزنگاری پیشرفته استفاده می کند، بنابراین تراکنش های آنلاین همیشه ثبت و ایمن می شوند.

کریپتوکارنسی چگونه کار می کند؟

کریپتوکارنسی، ارزهای دیجیتالی هستند که از فناوری بلاک چین برای ثبت و ایمن سازی هر تراکنش استفاده می کنند. یک ارز دیجیتال (به عنوان مثال، بیت کوین) می تواند به عنوان یک شکل دیجیتالی پول نقد برای پرداخت همه چیز از اقلام روزمره گرفته تا خریدهای بزرگتر مانند اتومبیل و خانه استفاده شود. می‌توان آن را با استفاده از یکی از چندین کیف پول دیجیتال یا پلت‌فرم های معاملاتی خریداری کرد، سپس با خرید یک کالا به‌صورت دیجیتالی با بلاک چین معامله و مالک جدید را ثبت کرد. جذابیت ارزهای دیجیتال این است که همه چیز در یک دفتر کل ثبت می شود و با استفاده از رمزنگاری مهر و موم می شود و این رکورد ایجاد شده، غیر قابل تغییر است.

تاریخچه بلاک چین

اگرچه بلاک چین یک فناوری جدید است، اما در حال حاضر دارای تاریخچه غنی و جالبی است. در این قسمت جدول زمانی کوتاهی از برخی از مهم ترین و قابل توجه ترین وقایع و رویدادها در توسعه بلاک چین آورده شده است.

ظهور بلاک چین در سال 2008

ساتوشی ناکاموتو، که نام مستعار یک شخص یا گروه است، اولین ارز دیجیتال با نام بیت کوین را تحت عنوان: «بیت کوین: سیستم نقدی الکترونیکی همتا به همتا» را منتشر می کند.

2009

اولین تراکنش موفق بیت کوین (BTC) بین هال فینی (Hal Finney) دانشمند کامپیوتر و ساتوشی ناکاموتو (Satoshi Nakamoto) مرموز انجام می شود.

2010

• لازلو هانیسز (Laszlo Hanycez)، برنامه نویس ساکن فلوریدا، اولین خرید خود را با استفاده از بیت کوین تکمیل کرد – هانیسز 10000 بیت کوین به ارزش 60 دلار که در آن زمان هزینه دو پیتزای Papa John بود، انتقال داد. امروز (در تاریخ 8 ژوئن 2022) این مقدار بیت کوین حدود 300 میلیون دلار ارزش دارد.
• در این تاریخ ارزش بازار بیت کوین (market cap of Bitcoin) رسما از یک میلیون دلار فراتر رفت.

2011

• 1BTC = 1 USD، برابری ارز دیجیتال با دلار آمریکا.
• بنیاد مرز الکترونیک (Electronic Frontier Foundation)، ویکی لیکس و سایر سازمان ها شروع به پذیرش بیت کوین به عنوان کمک مالی کردند.

2012

• در برنامه های تلویزیونی محبوب مانند The Good Wife از فناوری بلاک چین، بیت کوین و مفهوم ارزهای دیجیتال نام برده می شود و این مفهوم به طور گسترده بر روی زبان ها می افتد.
• مجله بیت کوین توسط ویتالیک بوترین (Vitalik Buterin) راه اندازی شد.

2013

• ارزش بازار بیت کوین از 1 میلیارد دلار گذشت.
• بیت کوین برای اولین بار به 100 دلار  رسید.
• بوترین مقاله «پروژه اتریوم» را منتشر می کند که نشان می دهد بلاک چین علاوه بر آن چیزی که در بیت کوین می بینیم، امکانات دیگری نیز دارد (به عنوان مثال، قراردادهای هوشمند یا smart contracts).

2014

• شرکت بازی Zynga، هتل دی لاس وگاس و سایت Overstock.com همگی شروع به پذیرش بیت کوین به عنوان وسیله پرداخت می کنند.
• پروژه اتریوم بوترین از طریق یک پیشنهاد اولیه (ICO) تامین مالی می شود که بیش از 18 میلیون دلار بیت کوین جمع آوری می کند و چشم اندازهای جدیدی را برای بلاک چین باز می کند.
• R3، گروهی متشکل از 200 شرکت بلاک چین، برای کشف راه‌های جدیدی برای پیاده‌سازی بلاک چین در فناوری تشکیل شد.
• پی پال ادغام بیت کوین را اعلام کرد.

2015

• تعداد تاجرانی که بیت کوین را برای انجام تجارت و معاملات خود استفاده می کنند، از 100000 نفر عبور نمود.
• بازار بورس سهام نزدک(  NASDAQ) و شرکت زنجیره بلوک سانفرانسیسکو برای آزمایش این فناوری برای تجارت سهام در شرکت‌های خصوصی با هم همکاری می‌کنند.

2016

• غول فناوری IBM یک استراتژی بلاک چین را برای راه حل های تجاری مبتنی بر ابر (cloud) اعلام می کند.
• دولت ژاپن بلاک چین و ارزهای دیجیتال را به رسمیت می شناسد.

2017

• بیت کوین برای اولین بار به 1000 دلار  رسید.
• ارزش بازار ارزهای دیجیتال به 150 میلیارد دلار می رسد.
• جیمی دیمون، مدیرعامل جی‌پی مورگان می‌گوید که به بلاک چین به‌عنوان یک فناوری آینده اعتقاد دارد و به سیستم دفتر کل از وال استریت رای اعتماد می‌دهد.
• بیت کوین به بالاترین حد خود در تاریخ 19783.21 دلار BTC رسید.
• دبی اعلام کرده است که تجارتش تا سال 2020 مبتنی بر بلاک چین خواهد بود.

2018

• فیس بوک متعهد به راه اندازی یک گروه بلاک چین است و همچنین به امکان ایجاد ارز دیجیتال اختصاصی خود اشاره می کند.
• آی‌بی‌ام یک پلتفرم بانکی مبتنی بر بلاک چین را توسعه می‌دهد که بانک‌های بزرگی مانند سیتی و بارکلیز در آن عضویت دارند.

2019

• رئیس جمهور چین، جی شین پینگ، به طور علنی از بلاک چین استقبال کرد؛ زیرا بانک مرکزی چین اعلام کرد که در حال کار بر روی ارز دیجیتال خود است.
• جک دورسی، مدیرعامل توییتر و اسکوئر اعلام کرد که Square مهندسان بلاک چین را برای کار بر روی برنامه‌های ارز دیجیتال آینده این شرکت استخدام خواهد کرد.
• بورس اوراق بهادار نیویورک (NYSE) ایجاد Bakkt – یک شرکت کیف پول دیجیتالی که شامل معاملات ارزهای دیجیتال است را اعلام کرد.

2020

• بیت کوین تا پایان سال 2020 تقریباً به 30000 دلار می رسد
• پی پال اعلام کرده است که به کاربران امکان خرید، فروش و نگهداری ارزهای دیجیتال را می دهد
• باهاما اولین کشور جهان است که ارز دیجیتال بانک مرکزی خود را راه اندازی می کند که به عنوان “Sand Dollar” شناخته می شود.
• بلاک چین به یک بازیگر کلیدی در مبارزه با کووید-19 تبدیل می‌شود، که عمدتاً برای ذخیره امن داده‌های تحقیقات پزشکی و اطلاعات بیماران مورد استفاده قرار می گیرد.

2021

• اعلام مدیر شرکت خودروسازی تسلا، ایلان ماسک، برای استفاده از بیتکوین جهت خرید خودروهای گران قیمت این کمپانی
• در آپریل 2021، هش ریت شبکه بیت کوین به نقطه اوج خود یعنی مقدار 166 میلیون تراهش در ثانیه رسید که دو هفته بعد قیمت بیت کوین به مرز 55 هزار دلار رسید. در اواسط آپریل، هش ریت  بیت کوین به اوج خود در 12 سال گذشته رسید و مرز 200 اگزاهش را رد کرد.
• خاموشی های فارم های بزرگ چین، بعلت قطعی برق آغاز شد و شاهد افت شدید هش ریت بودیم. این تغییرات انقدر شدید بود که در عرض یک روز، هش ریت شبکه بیت کوین از 142 میلیون تراهش به 154 میلیون تراهش رسید.
• ظهور NFT و متاورس
• رشد صعودی و شارپ قیمت بیت کوین تا مرز 69044 دلار در 10 نوامبر 2021 و طی کردن روند نزولی آهسته از آن تاریخ به بعد
• در 31 دسامبر 2021 قیمت بیت کوین برابر با 47.122 دلار بود.

2022

• ادامه روند نزولی قیمت بیت کوین به دلایلی از قبیل جنگ اوکراین و روسیه
• رکورد تاریخی پایین ترین قیمت از دسامبر 2020 تاکنون – ثبت قیمت 25.338 دلار در 12 می 2022