زنجیره بلوکی   Blockchain

زنجیره بلوکی یا  Blockchainپایگاه داده توزیع شده و مبتنی بر اجماع است که به صورت مستمر فهرستی از رکوردها رده هارا که هرکدام به گزینه های قبلی فهرست ارجاع میدهند را حفظ میکند و بدین وسیله در مقابله با تضعیف یا بازنگری غیرمجاز تقویت میشود. زنجیره بلوکی خود زیربخشی از فناوریهای دفترکل توزیع شده Distributed Ledgerاست. زنجیره بلوکی گونه ای از معماریهای داده مورد استفاده در فناوری دفاترکل توزیع شده است که در آن سوابق تراکنشها در زنجیره های متصل به یکدیگر ذخیره میشوند.

در این فناوری با وجود کاربران متعددی که به طور همزمان داده هایی را ثبت و اصلاح میکنند و ممکن است که آن داده ها با هم تداخل داشته باشند، شبکه قادر به حفظ یکپارچگی محتوای پایگاه داده است. با توجه به ساختار داده های رمزنگاری شده که بلاک چین دارا میباشد یکپارچگی بدون هیچ کنترل کننده مرکزی حفظ میشوددر دفاتر کل توزیع شده مربوط به بیتکوین برای مرتب کردن تراکنشها و ممانعت ازتناقض یک مسئله ریاضی مطرح میشود که حل کردنش سخت است اما پس از حل مسئله تأیید درست بودن راه حل آسان است به این سازوکار، اثبات کارکرد یا Proof of workمیگویند. در روش زنجیره بلوکی بیت کوین کسی میتواند تراکنشهای هر مرحله را مرتب کند که جواب این سؤال سخت را پیدا کرده باشد و همزمان تغییراتی که قصد اعمال آن را دارد بلوک جدید با مراحل قبلی زنجیره تناقض نداشته باشد. شیوه کشف عدم تناقض به این صورت است که تراکنشهای هر بلوک وارد تابع هش میشوند و پاسخ آن تابع هش را همه دارند اگرکسی که تراکنشها را مرتب و اضافه می کند حتی یک تغییر جزئی در تراکنش های قبلی تایید شده ایجاد کند جواب هش تراکنشها تغییرمیکند و بدون اینکه افراد نیاز باشد بدانند کدام بخش تغییر کرده میتوانند با تغییر غیر مجاز مخالفت کنند.

زنجیره بلوکی معاملات آنلاین امن را تسهیل میکند. زنجیره بلوکی یک کتابخانه دیجیتالی غیر متمرکز و توزیع شده است که برای ضبط معاملات در میان رایانههای بسیاری استفاده میشود تا بتوان بدون تغییر تمام بلوکهای بعدی و بدون همکاری شبکه مقادیر ثبت شده را با استفاده از پس انداز تغییر داد .این امر به شرکت کنندگان اجازه میدهد تا به بررسی و حسابرسی معاملات ارزان بپردازند. اصالت سنجی آنها توسط همکاری جمعی توسط اشتراک منافع جمعی خود تأیید میشوند. نتیجه، یک گردش کار قوی است که عدم قطعیت شرکت کنندگان درمورد امنیت  داده ها یک امر حاشیه ای است. استفاده از یک زنجیره بلوکی ویژگی مشخصه تکثیر بینهایت از یک دارایی دیجیتال را حذف میکند. این تأیید میکند که هر واحد ارزش تنها یک بار منتقل میشود، و مشکل دیرینه Double spending را حل کرده است. زنجیره بلوکی به عنوان یک پروتکل رمزنگاری ارزشگذاری تعریف شده است. این مبادله بر مبنای زنجیره بلوکی میتواند سریع تر، با خیال راحت وارزانتر از سیستمهای سنتی تکمیل شود. زنجیره بلوکی میتواند حقوق عنوان را اختصاص دهد، زیرا رکوردی را فراهم میکند که باعث ارائه وپذیرش میشود.


 

تمرکز زدایی

با ذخیره داده ها در سراسر شبکه، زنجیره بلوکی خطراتی را که با ذخیره داده ها به طور مرکزی نگه داشته میشوند حذف میکند. زنجیره بلوکی غیر متمرکز ممکن است از ارسال پیام  AD Hocو شبکه توزیع شده استفاده کند.شبکه آن دارای نقاط متمرکز آسیب پذیری است که  Crackerها میتوانند از آن استفاده کنند؛ به همین ترتیب، هیچ نقطه مرکزی از شکست وجود ندارد. روشهای امنیتی زنجیره بلوکی شامل استفاده از رمزنگاری کلید عمومی است

 

مدیریت زنجیره تامین

برای مدیریت زنجیره تأمین، فناوری بلاک چین مزیتهای مانند قابلیت ردیابی و به صرفه بودن را به همراه دارد. بلاک چین میتواند برای دنبال کردن حرکت کالاها، مبدأ آنها، تعداد و … به کار رود. در نتیجه سطح جدیدی از شفافیت را برای اکوسیستم B2B به ارمغان می آورد.همچنین ساده کردن فرایندهایی مانند انتقال مالکیت، بیمه، فرایند تولید و پرداخت از دیگر مزایای استفاده از زنجیره بلوکی است.

بیت کوین، طلای دیجیتال نامگذاری شده است و دلایل خوبی نیز برای این امر وجود دارد. بلاک چین میتواند انواع دیگری از ارزش دیجیتال را ایجاد کند. مانند اینترنت یا خودرو، شما برای استفاده از بلاک چین لازم نیست بدانید چگونه کار میکند. با این حال، داشتن دانش اولیه درمورد این فناوری جدید به شما نشان خواهد داد که چرا انقلابی محسوب میشود.

بلاک چین یک دفترکل دیجیتالی غیرقابل تخریب از معاملات اقتصادی است که میتواند نه تنها برای ضبط معاملات مالی بلکه تقریبا برای ثبت هر دارایی ارزشمندی استفاده شود.

 

توضیح فنی فناوری بلاک چین :

از آنجایی که مفهوم بلاک چین و بیت کوین اساساً به هم متصلاند، میتوان مفهوم بلاک چین را با توضیح چگونگی کارکرد بیت کوین توضیح داد. هرچند که فناوری بلاک چین برای همه نوع تبادلات و تراکتشی های مربوط به ارزهای دیجیتال برخط قابل استفاده است.تجارت اینترنتی به طور انحصاری با مؤسسات مالی که به عنوان طرف سوم با ارائه خدمات مطمئن، واسطه تراکنشهای الکترونیکی اند، عجین است. نقشی طرف سوم مورد اعتماد، شناسایی، محافظت و نگهداری از تراکنش هاست. درصد معینی از تقلب در معاملات برخط یا آنلاین اجتناب ناپذیر است و همین امر باعث میشود تا نیازمند حضور طرف سوم برای واسطه گری در تراکنشهای مالی باشیم و این موجب بالارفتن هزینه تراکنشها میشود. بیت کوین به جای استفاده از طرف سوم مورد اعتماد در اجرای تراکنش برخط بین دو طرف، از نشانه های رمزگذاری استفاده میکند. هر تراکنش از طریق یک امضای دیجیتالی حفاظت میشود. هر تراکنش که با کلید خصوصی فرستنده امضای دیجیتالی شده باشد به کلید عمومی گیرنده ارسال میشود. به منظور خرج کردن پولی، صاحب پولی رمزگذاری شده، باید ثابت کند که

مالکیت کلید خصوصی را داراست. نهادی که ارز دیجیتالی را دریافت میکند، امضای دیجیتالی مالکیت کلید خصوصی آن را با استفاده ازکلید عمومی فرستنده شناسایی میکند.هر تراکنش به تمامی گرههای شبکه بیت کوین انتشار مییابد و بعد از شناسایی در دفتر کل عمومی ثبت میشود. هر تراکنش مجزا پیش ازآنکه در دفتر کل عمومی ثبت شود، باید شناسایی شده و معتبر شناخته شود.

گرههای شناسایی کننده باید پیش از ثبت هر تراکنشی از دو موضوع اطمینان یابند:

1)پرداخت کننده، امضای دیجیتالی معتبر رمزگذاری شده ای، برای انجام تراکنشی را داراست

2)پرداخت کننده، پول رمزگذاری شده کافی در حساب خود دارد: تمامی تراکنش های حساب کلیدعمومی پرداخت کننده در دفتر

کلی باید کنترل شود تا از کفایت موجودی حساب خود مطمئن شود.


در اینجا مسئله حفظ ترتیب تراکنش های منتشر شده به سایر گره ها در شبکه همتا به همتای بیت کوین، مطرح میشود. تراکنشها به ترتیبی که ایجاد شده اند انجام نمیشوند و به همین علت به سامانه ای نیاز داریم که به ما اطمینان دهد که پول رمزگذاری شده، دو بار پرداخت نشود.برای در نظر گرفتن این موضوع، تراکنشها باید گره به گره در طول شبکه بیت کوین منتقل شوند و هیچ ضمانتی وجود ندارد که ترتیب دریافت تراکنشها در گره ها با ترتیب ایجاد آنها مطابقت داشته باشد.این بدان معناست که مکانیسمی مورد نیاز است تا کلی شبکه بیت کوین بتواند در مورد ترتیب تراکنشها به توافق برسد و این مشکلی اساسی در سیستمهای توزیع یافته است.بیت کوین این مشکل را با مکانیسم فناوری بلاک چین حل کرده است. سیستم بیت کوین با قرار دادن تراکنشها در گروهی از زنجیره های بلوکی و سپس اتصال این زنجیره های بلوکی به هم، آنها را مرتب میکند. تراکنش های هر بلوک باید به طور همزمان روی دهند. این زنجیره های بلوکی مانند زنجیرهای در یک خط با توالی زمانی به هم متصل هستند و هر بلوک خروجی تابع درهم سازی (هش) از بلوک پیشین خود را ذخیره می کند.هنوز یک مشکل باقی است. هر گره روی شبکه می تواند درخواست تراکنش های تأیید نشده را گرفته و از آن یک بلوک بسازد و روی شبکه به عنوان پیشنهادی برای تولید بلوک بعدی بلاک چین منتشر کند. شبکه چطور باید تصمیم بگیرد که کدام بلوک باید بلوک بعدی بلاکچین باشد؟ممکن است زنجیره های بلوکی مختلفی توسط گره های مختلف به طور همزمان ایجاد شده باشند. تا زمانی که زنجیره های بلوکی بتوانند با ترتیبهای مختلف در نقاط مختلف شبکه دریافت شوند، نمیتوان به هیچ ترتیبی اعتماد کرد. بیت کوین این مسئله را با تعریف یک معمای ریاضی حل کرده است. هر بلوکی که بخواهد به بلاک چین اضافه شود، باید در محتوای خود پاسخی برای یک مسئله ریاضی بسیار خاصی داشته باشد که به آن اثبات کارکرد میگویند. گره ای که یک بلوک را تولید میکند، باید ثابت کند که منابع محاسباتی کافی برای حل معمای ریاضی را دارد. برای مثال، یک گره باید بتواند یک مقدار موقت را بیابد که با استفاده از آن خروجی تابع درهمساز بلوک پیشین یا هشی را که با تعدادی مشخصی از صفرها شروع میشود، ایجاد کند. متوسط تلاشهای لازم، بر اساس تعداد بیتهای صفر مورد نیاز تعریف میشود. اما فرآیند بازشناسی آن بسیار ساده است و با اجرای یک تابع درهمساز انجام پذیر است.

حل این معمای ریاضی ساده نیست و میزان پیچیدگی آن قابل تنظیم است. برای مثال میتوان درجه دشواری مسئله را طوری تنظیم کرد که میانگین زمان حل آن برای یک گره در شبکه بیت کوین برای تولید بلوک ده دقیقه باشد و امکان اینکه بیش از یک بلوک در سیستم در زمان داده شده ساخته شود، بسیار ناچیز است. اولین گرهای که مسئله را حل کند بلوک خود را به سایر گره های بلاک چین انتشار میدهد. اگر درحالت خاصی بیش از یک بلوک به صورت همزمان ساخته شود، به چند انشعاب مختلف منجر خواهد شد. هرچند مسئلهای که باید حل شود به قدری پیچیده است که بلاک چین به سرعت تثبیت میشود و تمامی گرهها در مورد ترتیب زنجیره های بلوکی اخیر زنجیره توافق دارند. گره ها،منابع محاسباتی خود برای حل مسئله به اشتراک میگذارند و بلوکی به عنوان کمینه را میسازند و در نهایت برای تلاشهایشان پاداش میگیرند.

شبکه فقط بلندترین بلاک چین را به عنوان بلاک چین معتبر شناسایی میکند. از این رو برای یک مهاجم تقریباً غیرممکن است که بتواند تراکنش تقلبی خود را تعریف کند، زیرا نه تنها باید بلوکی تولید کند که مسئله ریاضی را حل کرده باشد، بلکه باید به طور همزمان زنجیره های بلوکی پیشین را نیز بازسازی کند، به طوری که سایر گرههای شبکه، آنها را مجاز بدانند. انجام این کار به علت اینکه زنجیره های بلوکی به صورت رمزگذاری شده به هم متصل شده اند، دشوارتر نیز میشود.

 

انواع بلاک چین:

بلاک چین یک ساختمان داده است که امکان ایجاد یک دفتر کل عمومی از دادهها و به اشتراک گذاشتن آنها میان شبکه ای از طرف های مستقل را فراهم میکند بلاکچین انواع بسیاری دارد:

بلاک چین های عمومی: بلاک چین های عمومی نظیر بیت کوین شبکه های بزرگ توزیع شده هستند که از طریق یک توکن بومی اجرا میشوند. اینها برای هر کسی که در هر سطحی مشارکت میکند، باز بوده و دارای کد منبع باز برای جامعه ای است که آنها را نگه میدارد


بلاک چین های دارای مجوز: بلاک چین های دارای مجوز نظیر ریپل، نقش هایی را که افراد میتوانند داخل شبکه ایفا کنند،
کنترل می نماید. این ها همچنان سیستم های بزرگ و توزیع شده ای هستند که از یک توکن بومی استفاده می نمایند. کد اصلی
آنها ممکن است منبع باز باشد یا نباشد


بلاک چین های خصوصی: بلاک چین های خصوصی کوچک تر بوده و از توکن استفاده نمی کنند عضویت در اینگونه بلاک چین
محرمانه مبادله می کنند.ها بسیار کنترل شده است. این نوع بلاکچین ها مورد علاقه کنسرسیوم هایی هست که دارای اعضای مورد اعتماد بوده و اطلاعات  محرمانه مبادله می کنند



سامانه زنجیره بلوک معمولاً از دو جزء اصلی تشکیل می شود. این دو جزء عبارتند از:

1)شبکه فرد به فرد یا همتا به همتا
2)پایگاه داده 

در رابطه با شبکه زنجیره گروهی متشکل از رایانه های متصل به یک الگوی ارتباطی با نام شبکه فرد به فرد یا همتا به همتا است. این ساز وکاری است که رایانهها با استفاده از آن تغییرات جدید به پایگاه داده را منتقل می کنند. دومین جزء اصلی سامانه زنجیره بلوک خود پایگاه داده است. پایگاه داده شامل انباشت تاریخچه تراکنش ها است این سیستم تراکنش ها را به همان ترتیب که انجام میشوند، ثبت میکند.



بلاک چین به زبان ساده

 

بیت کوین اولین کاربرد از این فناوری بود و از بلاک چین برای ذخیره اطلاعات دارایی کاربران بهره برد. اگر بلاک چین یک سیستم عامل باشد، بیت کوین نرم افزاری روی این سیستم عامل است. در هر بلاک هر اطلاعاتی میتواند ثبت شوداز جرم و جنایتهای یک فرد تا نمایش اطلاعات حساب برای دارایی ها مانند بیت کوین. در بلاک چین، اطلاعات در بلاکها قرار میگیرند و با هم به صورت زنجیرهای مرتبط میشوند.هر کدام از این بلاکها چیزی به نام هش دارند. یک هش رشته ای از کارکترهاست که با توابع خاصی ساخته میشود .در بلاک چین، هش بلاکهای بعدی حاوی هش بلاک قبلی هم هستند .هش در هر بلاک چین با یک تابع ریاضی خاص به دست می آید که توسعه دهندگان آن رامشخص میکنند. کوچکترین تغییر در اطلاعات یک بلاک، هش آن را به طور کلی تغییر میدهد. اگر کسی محتوای یک بلاک را تغییر دهد وهش بلاک های بعدی را به روز رسانی کند، چه میشود؟ این امکان وجود دارد اما شما توزیع را در نظر نگرفته اید. داده های بلاک چین در یک کامپیوتر یا سرور خاص ذخیره نمیشوند. هر کامپیوتر یا سیستمی که به شبکه وصل شود یک نسخه از بلاک چین را دریافت میکند.