مقدمه

بلاک‌چین چیست و چگونه کار می‌کند؟

در دنیای دیجیتال امروز، فناوری بلاک‌چین به‌عنوان پدیده‌ای نوظهور توجه بسیاری را به خود جلب کرده و بازارهای مالی و صنایع مختلف را دستخوش تحول کرده است. اما پیش از بررسی کاربردها و پیامدهای این فناوری، لازم است ابتدا با پایه‌های آن آشنا شویم. این مقاله به بنیادی‌ترین پرسش در این حوزه می‌پردازد: بلاک‌چین چیست و چگونه کار می‌کند؟

بلاک‌چین، به زبان ساده، یک دفتر کل توزیع‌شده، دائمی، عمومی و تغییرناپذیر است که مانند یک کتاب حسابداری دیجیتال عمل می‌کند. تمام تراکنش‌ها در این دفتر کل به‌صورت شفاف و ایمن ثبت می‌شوند. این فناوری از ساختاری ریاضی برای ذخیره داده‌ها استفاده می‌کند که جعل یا تغییر آن تقریباً غیرممکن است. به همین دلیل، بلاک‌چین نه‌تنها برای ثبت تراکنش‌های مالی، بلکه برای ذخیره انواع اطلاعات ارزشمند کاربرد دارد. برای توضیح دقیق‌تر اما ساده این موضوع، می‌توان به مقاله Explainer: What is blockchain از MIT اشاره کرد که بلاک‌چین را به‌عنوان سیستمی معرفی می‌کند که شفافیت، امنیت و تمرکززدایی را در مدیریت داده‌ها تضمین می‌کند. این ویژگی‌ها بلاک‌چین را به ابزاری قدرتمند برای ایجاد اعتماد در دنیای دیجیتال تبدیل کرده است.

چه کسی اولین بلاک‌چین را ایجاد کرد؟

“من روی یک سیستم پول الکترونیکی کار می‌کنم که کاملاً همتا‌به‌همتا است و نیازی به شخص ثالث معتمد ندارد.”
این جمله‌ای است که ساتوشی ناکاموتو، خالق مرموز بیت‌کوین، در اکتبر ۲۰۰۸ در یک لیست ایمیلی مرتبط با رمزنگاری نوشت. او همچنین لینک یک مقالۀ ۹ صفحه‌ای را ارسال کرد که در آن فناوری بلاک‌چین توضیح داده شده بود.

عموم مردم معتقدند فناوری بلاک‌چین نظام مالی جهان را متحول خواهد کرد. ناکاموتو اولین بیت‌کوین‌ها را در ژانویۀ ۲۰۰۹ استخراج کرد و از این زمان، عصر ارزهای دیجیتال آغاز شد. با آن‌که منشأ بیت‌کوین همچنان در ابهام قرار دارد، فناوری زیربنایی آن یعنی بلاک‌چین، به‌طور ناگهانی و از هیچ پدید نیامده است. ناکاموتو ابزارهای رمزنگاری شناخته‌شده را با روش‌هایی که حاصل دهه‌ها تحقیق در علوم کامپیوتر بودند، ترکیب کرد تا شبکه‌ای عمومی از مشارکت‌کنندگان را ایجاد کند؛ افرادی که لزوماً به یکدیگر اعتماد ندارند؛ اما در چنین فضایی بارها و بارها به این نتیجه می‌رسند که یک دفتر کل مشترک، حقیقت را منعکس می‌کند.

این ویژگی، امکان خرج‌کردن دوبارۀ یک بیت‌کوین را در عمل از بین برد؛ مشکلی که تلاش‌‌های پیشین برای ایجاد پول دیجیتال، به آن دلیل شکست خورده بودند. از سوی دیگر، با وجود فناوری بلاک‌چین، نیازی نیست نهاد مرکزی دیگری مدیریت تبادل الکترونیکی این ارز را به عهده بگیرد.

محبوبیت بیت‌کوین از سال ۲۰۱۱ به‌سرعت افزایش یافت. در همان روزها، مقاله‌ای در Gawker از فعالیت‌های Silk Road پرده برداشت؛ یک بازار سیاه آنلاین که بیت‌کوین را به عنوان روش پرداخت اصلی برای معاملات غیرقانونی، از جمله خرید و فروش مواد مخدر، به کار می‌گرفت و با استفاده از ویژگی‌های ناشناس این ارز دیجیتال، تراکنش‌ها را از نظارت‌های دولتی پنهان می‌کرد.

این افشاگری توجه جهانی را به ماهیت غیرمتمرکز و ناشناس بیت‌کوین جلب کرد. بدین ترتیب،  موجی از ارزهای دیجیتال جایگزین، معروف به آلت‌کوین‌ها (Altcoins)، ظهور کردند. بسیاری از این ارزها با تکیه بر کد متن‌باز بیت‌کوین طراحی شدند و در تلاش بودند تا ویژگی‌های جدیدی به بلاک‌چین اضافه کنند.

دو سال بعد، در سال ۲۰۱۳، ارزش کل بیت‌کوین‌های در گردش از ۱ میلیارد دلار عبور کرد که نشانه‌ای از رشد چشم‌گیر و پذیرش گستردۀ آن در سراسر جهان بود.

متخصصان فناوری به‌زودی متوجه شدند که بلاک‌چین فقط برای ثبت تراکنش‌های مالی کاربرد ندارد؛ بلکه می‌توان از آن برای ردیابی انواع دیگر اطلاعات نیز استفاده کرد. در سال ۲۰۱۳، ویتالیک بوترین، برنامه‌نویس ۱۹ساله، ایدهٔ اتریوم را مطرح کرد – یک بلاک‌چین که نه‌‌فقط تراکنش‌های ارزی، بلکه وضعیت برنامه‌های کامپیوتری موسوم به قراردادهای هوشمند را نیز ثبت می‌کند.

اتریوم در سال ۲۰۱۵ راه‌اندازی شد و امروزه همراه با بسیاری از رقبا و پروژه‌های مشابه، نویدبخش نسل جدیدی از اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز است. برنامه‌هایی که ظاهری شبیه به اپلیکیشن‌های تحت وب امروزی دارند؛ اما به‌ جای سرورهای یک شرکت، بر پایه شبکه‌های ارز دیجیتال غیرمتمرکز اجرا می‌شوند.

در ادامه، ساز و کار فناوری بلاک‌چین را مرحله به مرحله شرح می‌دهیم.

۱. تولد یک تراکنش

در بیت‌کوین، تراکنش به معنای انتقال ارز دیجیتال از یک شخص (مثلاً آلیس) به شخصی دیگر (مثلاً باب) است؛ اما در اتریوم، که یک زبان برنامه‌نویسی داخلی برای خودکارسازی تراکنش‌ها دارد، انواع مختلفی از تراکنش‌ها امکان‌ انجام دارد.

آلیس می‌تواند ارز دیجیتال را به باب ارسال کند؛ یا یک تراکنش ایجاد کند که کدی به نام قرارداد هوشمند را روی بلاک‌‌چین ثبت کند. سپس آلیس و باب می‌توانند به حسابی که این برنامه کنترل می‌کند، پول ارسال کنند. اگر شرایط تعیین‌شده در قرارداد هوشمند برآورده شود، این برنامه اجرا خواهد شد. علاوه بر این، یک قرارداد هوشمند می‌تواند خودش تراکنش‌های جدیدی را در بلاک‌چین ایجاد و ارسال کند.

۲. پخش تراکنش در شبکۀ همتا‌به‌همتا

فرض کنیم آلیس می‌خواهد مقداری پول برای باب ارسال کند. برای این کار، او یک تراکنش جدید روی کامپیوتر خود ایجاد می‌کند که شامل اطلاعات زیر است:

• ارجاع به یک تراکنش قبلی در بلاک‌چین که نشان می‌دهد او مقدار کافی از ارز دیجیتال را دریافت کرده است.
• کلید خصوصی او برای امضای تراکنش و تأیید مالکیت این وجوه.
• آدرس باب که نشان می‌دهد مقصد نهایی این ارز دیجیتال کجاست.

سپس این تراکنش به سایر کامپیوترهای شبکه، که به آن‌ها “نود” (Node) گفته می‌شود، ارسال می‌شود. این نودها تراکنش را بررسی می‌کنند و اگر قوانین لازم را رعایت کرده باشد، آن را تأیید می‌کنند.

پس از تأیید اولیه، نودهای ماینینگ (که در مرحلۀ بعد توضیح داده می‌شوند) این تراکنش را می‌پذیرند و آن را در یک بلوک جدید از بلاک‌چین قرار می‌دهند.

۳. رقابت برای ایجاد بلاک‌های جدید

زیرمجموعه‌ای از نودها، که به آن‌ها ماینر (Miner) گفته می‌شود، تراکنش‌های معتبر را در فهرست‌هایی به نام بلاک سازمان‌دهی می‌کنند.

هر بلاک جدید شامل دو بخش اصلی است:

1. لیستی از تراکنش‌های معتبر اخیر
2. یک ارجاع رمزنگاری‌شده به بلاک قبلی (که بلاک‌های زنجیره را به هم متصل می‌کند)

در بلاک‌چین‌هایی مانند بیت‌کوین و اتریوم، ماینرها برای تکمیل بلاک‌های جدید با یکدیگر رقابت می‌کنند. این فرآیند شامل حل یک معمای پیچیدۀ ریاضی است که برای هر بلاک جدید منحصربه‌فرد است.

اولین ماینری که موفق به حل این معما شود، پاداشی به صورت ارز دیجیتال دریافت می‌کند.

معمای ریاضی چگونه کار می‌کند؟

• ماینرها باید عددی تصادفی به نام نانس (Nonce) را حدس بزنند.
• این نانس همراه با سایر داده‌های بلاک ترکیب می‌شود تا یک اثر انگشت دیجیتال رمزنگاری‌شده به نام هش (Hash) ایجاد شود.
• ماینری که اولین بار نانس درست را پیدا کند، بلاک را تأیید و به بلاک‌چین اضافه می‌کند.

۴. تکمیل یک بلاک جدید

برای اینکه یک بلاک جدید به بلاک‌چین اضافه شود، هش تولیدشده باید شرایط خاصی را برآورده کند. اگر هش معتبر نباشد، ماینر یک نانس (Nonce) تصادفی دیگر را امتحان و دوباره هش را محاسبه می‌کند.

چرا این کار سخت است؟

• یافتن هش معتبر نیاز به بی‌شمار حدس تصادفی دارد.
• این فرآیند، تغییر بلاک‌چین را بسیار دشوار و پرهزینه می‌کند، زیرا هرگونه تغییر در یک بلاک، هش آن را تغییر می‌دهد و تمامی بلاک‌های بعدی را نامعتبر می‌کند.

امنیت بلاک‌چین چگونه تضمین می‌شود؟

• برخی بلاک‌چین‌ها از روش‌های دیگر برای تأمین امنیت استفاده می‌کنند.
• اما روشی که در بیت‌کوین و بسیاری از بلاک‌چین‌های دیگر استفاده می‌شود، اثبات کار (Proof of Work – PoW) نام دارد.
• این روش پرتلاش‌ترین و مقاوم‌ترین سیستم امنیتی بلاک‌چین تاکنون محسوب می‌شود.

۵. افزودن یک بلاک جدید به زنجیره

این مرحلۀ نهایی برای ایمن‌سازی دفتر کل بلاک‌چین است.

زمانی که یک ماینر موفق می‌شود معمای رمزنگاری بلاک جدید را حل کند، بلاک را به شبکه ارسال می‌کند تا سایر نودها آن را بررسی و تأیید کنند. در ازای این کار، ماینر پاداشی به صورت توکن‌های دیجیتال دریافت می‌کند.

میزان سختی استخراج در پروتکل بلاک‌چین کدگذاری شده است. بیت‌کوین و اتریوم به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با گذر زمان، حل معماهای بلاک‌ها دشوارتر شود.

چرا این زنجیره ایمن است؟

هر بلاک شامل ارجاعی به بلاک قبلی است؛ بنابراین تمام بلاک‌ها به‌طور ریاضی به یکدیگر متصل هستند. این ویژگی باعث می‌شود که هرگونه تغییر در یک بلاک قدیمی، نیازمند حل مجدد اثبات کار (PoW-Proof of Work) برای تمامی بلاک‌های بعدی باشد. کاری که از نظر محاسباتی تقریباً غیرممکن است.

به همین دلیل، دست‌کاری اطلاعات در بلاک‌چین بسیار دشوار و در عمل غیرممکن است.

جمع‌بندی

بلاک‌چین، فراتر از فناوری انتقال پول، زیرساختی انقلابی برای ثبت امن، شفاف و تغییرناپذیر اطلاعات است. از بیت‌کوین تا قراردادهای هوشمند اتریوم، این فناوری با حذف واسطه‌ها، اعتماد را در فضای دیجیتال بازتعریف کرده و با حل مشکلاتی مانند خرج دوباره، شالوده‌ای مستحکم برای کاربردهای نوین فراهم آورده است.

این فناوری اکنون به حوزه‌هایی چون ثبت مالکیت دارایی‌ها، اسناد رسمی و معاملات ملکی وارد شده و با مزایایی نظیر شفافیت، امنیت و حذف واسطه‌های غیرضروری، آینده‌ای روشن را نوید می‌دهد. در صاب‌ملک، ما با بهره‌گیری از ظرفیت‌های بلاک‌چین، راه‌حل‌هایی برای ثبت امن و قابل‌اعتماد مالکیت املاک طراحی می‌کنیم.

با درک اصول اولیه و تاریخچه‌ی بلاک‌چین، اکنون آماده‌ایم تا در گام بعدی، تعریف دقیق‌تری از این فناوری و نقش آن در کسب‌وکارها بررسی کنیم و دریابیم چرا بلاک‌چین به یکی از مهم‌ترین روندهای دنیای تجارت و فناوری تبدیل شده است.