در روش های سنتی انجام عملیات معامله و تراکنش اغلب باعث صرف تلاش برای ثبت مجدد سوابق و اعتبار سنجی شخص ثالث می شود. سیستم های نگهداری سوابق می توانند در برابر تقلب و حملات سایبری آسیب پذیر باشند. شفافیت محدود سرعت تأیید داده ها را کم کرده و با وجود اینترنت اشیا، حجم معاملات بسیار زیاد شده است. موارد ذکر شده باعث کاهش سرعت کار و سودآوری شده که نیاز به یک روش بهتر به نام بلاکچین را الزامی می کند. این فناوری نوع خاصی از پایگاه داده است.

بلاکچین (Blockchain) چیست؟

پایگاه داده‌ در مفهوم عام، به مجموعه‌ای از اطلاعات با ساختار منظم و سازمان ‌یافته گفته می‌ شود. تفاوت بلاکچین با یک پایگاه داده معمولی در نحوه ذخیره اطلاعات است. بلاکچین داده های اطلاعاتی جدید را در بلوک هایی ذخیره می کند که به هم زنجیر می شوند. هنگامی که بلوک با داده پر شد، آن را به بلوک قبلی زنجیر می زند، که باعث می شود داده ها به ترتیب زمانی به هم متصل شوند. انواع مختلفی از اطلاعات را می توان در بلاکچین ذخیره کرد اما بیشترین استفاده از آن به عنوان دفتر ثبت تراکنش ها بوده است.

همانطور که ترکیب اطلاعات عمومی با سیستم کنترل و توازن به زنجیره بلوکی کمک می کند تا یکپارچگی را حفظ کرده و اعتماد را در بین کاربران ایجاد کند، می توان بلاکچین را عامل مقیاس پذیری قابلیت اعتماد از طریق فناوری تعریف کرد. یکی دیگر از خاصیت های بلاک چین، غیرمتمرکز بودن آن است که باعث می شود غیرقابل تغییر باشد. به این معنی که داده های وارد شده غیرقابل برگشت هستند. بلاکچین از سه مفهوم مهم تشکیل شده است: بلوک، گره و استخراج کننده.

هر زنجیره اطلاعاتی از چندین بلوک تشکیل شده است و هر بلوک دارای سه عنصر اساسی است:

      • داده های موجود در بلوک
      • عدد کامل ۳۲ بیتی به نام nonce
      • عدد ۲۵۶ بیتی به نام هش (hash) و متصل به nonce

وقتی اولین بلوک از یک زنجیره ایجاد می شود، nonce یک هش رمزنگاری ایجاد می کند. داده های موجود در بلوک برای همیشه با nonce و hash مربوطه علامت دار شده مگر اینکه استخراج شود.

عدم تمرکز:

یکی از مهمترین مفاهیم در این فناوری عدم تمرکز است. هیچ یک از کامپیوترها و سازمان ها نمی توانند مالک این زنجیره باشند. در عوض، بلاکچین یک دفتر توزیع شده از طریق گره های (نود) متصل به زنجیره است. گره ها می توانند هر نوع وسیله الکترونیکی باشند که کپی های بلاکچین را نگهداری کرده و عملکرد شبکه را حفظ می کند. هر گره کپی مخصوص خود از بلاکچین را دارد و شبکه باید از نظر الگوریتمی هر بلوک استخراج شده جدید را برای زنجیره به روزرسانی، راستی آزمایی و تأیید کند. از آنجا که بلاکچین ها شفاف هستند، هر اقدامی در دفتر کل به راحتی قابل بررسی و مشاهده است. به هر شرکت کننده یک شماره شناسایی الفبایی منحصر به فرد داده می شود که نشان دهنده معاملات شخص است.

استخراج کننده ها از طریق فرآیندی به نام استخراج، بلوک های جدیدی را روی زنجیره ایجاد می کنند. همانطور که اشاره شد، در بلاکچین هر بلوک علاوه بر اینکه دارای nonce و هش منحصر به فرد خود است، به هش بلوک قبلی در زنجیره نیز اشاره دارد. بنابراین استخراج یک بلوک در زنجیره های بزرگ کار آسانی نیست. استخراج کننده ها از نرم افزار ویژه حل مسائل ریاضی فوق العاده پیچیده برای یافتن یک nonce استفاده می کنند که یک هش پذیرفته شده ایجاد کند. ایجاد تغییر در هر بلوک در اوایل زنجیره، مستلزم استخراج مجدد بلوک تغییریافته و تمام بلوک های بعدی است. به همین دلیل دستکاری در فناوری بلاکچین بسیار دشوار است. هنگامی که یک بلوک با موفقیت استخراج می شود، این تغییر توسط همه گره های شبکه پذیرفته می شود و استخراج کننده پاداش مالی می گیرد.

روش های مختلف استفاده:

روش های مختلفی برای ساخت شبکه بلاکچین وجود دارد. آنها می توانند عمومی، خصوصی، دارای مجوز یا ساخته شده توسط کنسرسیوم باشند.

      • شبکه عمومی بلاکچین: قابلیت استفاده توسط هر شخص مانند بیت کوین.
      • شبکه خصوصی بلاکچین: مشابه شبکه عمومی و دارای خاصیت غیرمتمرکز نظیر به نظیر (P2P).
      • شبکه بلاکچین دارای مجوز: پیش نیاز راه اندازی شبکه بلاکچین خصوصی.
      • شبکه بلاکچین کنسرسیومی: شبکه­ ای با تقسیم مسئولیت نگهداری و حفظ بلاکچین بین سازمان ­های مختلف