امروزه از فناوری بلاکچین به عنوان یک فناوری انقلابی یاد می شود که می تواند همه چیز را تغییر دهد به نحوی که از آن به عنوان بزرگترین اختراع قرن حاضر بعد از اینترنت یاد می کنند. با این حال، فناوری بلاکچین با همه شایستگی هایش به خودی خود یک فناوری جدید نیست. بلکه ترکیبی از فناوری های قبلی است که به روش جدیدی با یکدیگر فعالیت می کنند. در این مقاله ضمن مرور کلی بر فناوری های اصلی دخیل در ایجاد بلاکچین، با ساختار و اجزای بلاکچین آشنا می شویم .

فناوری های اصلی ایجاد بلاکچین

سه فناوری اصلی برای ایجاد یک بلاکچین با هم ترکیب می شوند و اگرچه هیچ یک از آنها جدید نیستند اما تنظیم و نوع کارکرد آنها جدید هستند این فناوری ها عبارتند از:

رمزنگاری و کلید عمومی و خصوصی

 شبکه توزیع شده با یک دفترکل مشترک

انگیزه ای برای انجام تراکنش های شبکه ثبت ضمانت و امنیت (پاداش)

در ادامه چگونگی کار و فعالیت این فناوری ها شرح داده شده است. البته جذابیت این پایگاه داده این است که نیازی به هیچ واسطه ای نیست. اگر بخواهیم بیشتر توضیح دهیم، این پایگاه داده متعلق به هیچ فرد یا سازمانی نیست. این اطلاعات متعلق به همه افرادی است که یک کپی از آن اطلاعات را دارند، اما این بدان معنا نیست که هر یک از افرادی که دارای کپی هستند، بر آن کنترل دارند.

به علاوه این پایگاه داده تغییرناپذیر و یا به طور عام غیر قابل برگشت می باشد. بدان معنا که هر رکوردی که ساخته شده است تا زمانی که اینترنت هست به طور دائم وجود خواهد داشت. به عنوان مثال، اگر فردی پولی به حساب نفر دیگری ارسال کند و نفر دوم بخواهد پول نفر اول را پس بدهد این یک رکورد جدید است. با توجه به ماهیت این فناوری دست بردن در رکوردهای پایگاه داده مذکور غیرممکن است. اگر شخصی که یک یا چند نسخه از این اطلاعات را در رایانه های خود داشته باشد وسعی کند به طور غیرقانونی آن را تغییر دهد، تغییرات جدید توسط بسیاری از رایانه های دیگر در روند تأیید این تغییرات رد میشود و داده ها با هم تطابق نخواهند داشت. حال به توضیح فرآیند و چگونگی انجام کار میپردازیم.

کلیدهای رمزنگاری شده

دو نفر را فرض کنید که می خواهند با یکدیگر از طریق اینترنت و در فضایی امن ارتباط برقرار کنند. هر یک از آن ها یک کلید خصوصی و یک کلید عمومی دارند ، که بستر امن ارتباطی توسط این کلیدها تامین می شود. کلیدهای عمومی وظیفه رمزگذاری و کلیدهای خصوصی وظیفه رمزگشایی را به عهده دارند .

هدف اصلی مؤلفه های مذکور در فناوری بلاکچین ایجاد یک هویت دیجیتال امن است. این هویت دیجیتال بر اساس ترکیبی از کلیدهای رمزنگاری خصوصی و عمومی ایجاد می شوند. این ترکیب در ایجاد یک نوع امضای دیجیتال بسیار مفید است. این امضای دیجیتال کنترل قوی بر تشخیص مالکیت دارد .

هویت

ایجاد هویت در فناوری بلاکچین از طریق استفاده از کلیدهای رمزنگاری انجام می شود. همان طور که ذکر شد ترکیب کلیدهای عمومی و خصوصی باعث ایجاد یک هویت دیجیتالی قوی که مالکیت را تأیید می کنند می شود. یک کلید عمومی شما را در بین افراد مختلف شناسایی میکند (مانند یک آدرس رایانامه) و کلید خصوصی همانند پسورد رایانامه شما عمل میکند ،البته کنترل مالکیت برای حفظ روابط دیجیتال کافی نیست بدان معنا که علیرغم اینکه مساله احراز هویت حل شده است باید همراه با تأیید تراکنش ها و مجوزها باشد برای بلاکچین ها ، این کار با یک شبکه توزیع شروع میشود .

شبکه توزیع شده

منظور از شبکه توزیع شده شبکه ای با چندین هزار رایانه در حال فعالیت است. مزایا و نیاز به یک شبکه توزیع شده با مثال { درختی در جنگل } بهتر درک می شود . درختی در یک جنگل بر زمین می افتد و با دوربین از آن گزارش تهیه کرده ایم، با توجه به شواهد بصری مطمئن هستیم که افتاده است ،حتی اگر جزئیات ممکن است نامشخص باشد .مهمترین ویژگی بلاکچین این است که یک شبکه بزرگ دارد که در آن اعتبارسنجها مثل کسانی که دوربین دارند شواهد را ثبت کرده اند. اما در اینجا به جای دوربین تأیید ریاضی به کار آنها آمده است و به طور خلاصه ، اندازه شبکه  ( تعداد رایانه های در حال فعالیت ) برای امنیت شبکه مهم است .

پروتکل خدمات شبکه و پاداش

با توجه به توضیحات فوق دریافتیم که یک بلوک حاوی امضای دیجیتالی ، برچسب زمانی و اطلاعات مربوطه ایجاد شده و سپس در تمام گره ها در شبکه پخش می شود .

در مثال افتادن درخت که در بالا اشاره شد یک سؤال مهم مطرح میشود : چرا بیش از یک میلیون رایانه با دوربین در انتظار سقوط درخت هستند؟ آیا به آنها سودی تعلق میگیرد؟ به عبارت دیگر چگونه توانایی محاسبات رایانه ها برای استفاده در شبکه و ایمن سازی آن جذب میشود؟ در بلاکچین ها با استفاده از توان پردازش رایانه ای برای شبکه به هر رایانه که بتواند پردازش مناسب را انجام دهد پاداش تعلق میگیرد ،پس انگیزه دریافت پاداش باعث میشود که افراد رایانه های خود را به شبکه متصل کنند و به واقع درگیر فرایندی شوند که استخراج نام دارد .

ساختار بلاکچین

بلاکچین از سه قسمت اصلی تشکیل شده است :بلوک ،زنجیره و شبکه . در ادامه هر کدام از آنها شرح

داده شده است.

بلوک

بلوک  به لیستی از تراکنش های ثبت شده در یک جدول برای یک دوره معین اشاره دارد. اندازه، زمان و وقوع رویداد برای هر یک از بلوک های بلاکچین متفاوت است . هر بلاکچینی با یک بلوک منشا  آغاز می شود . در بلاکچین هر بلوکی به بلوک قبلی خود مربوط است. بنابراین نیاز است که بلوک منشأ به عنوان اولین بلوک برای بلوک های بعدی مورد استفاده قرار گیرد.

یک بلوک در زنجیره بلاکچین شامل موارد زیر می باشد :

– نمایه بلوک : این بلوک چیست؟

– هش؛ آیا بلوک معتبر است؟

– هش بلوک قبلی: آیا بلوک قبلی معتبر بوده است؟

– برچسب زمانی : چه زمانی بلوک اضافه شده است؟

– داده چه اطلاعاتی در بلوک ذخیره شده است؟

– نانس : چه تعدادی کلمه تصادفی را باید امتحان کنیم تا به یک بلوک معتبر برسیم؟ در واقع نانس، یک مقدار تصادفی است که به داده ها اضافه میشود و پس از اضافه شدن یک هش جدید ساخته می شود در این حالت داده های یکسان، هش های یکسان نخواهند داشت.

زنجیره

زنجیره به هش اشاره دارد که یک بلوک را به مورد دیگر پیوند داده و به صورت ریاضی آنها را به یکدیگر وصل می کند . زنجیره یکی از دشوارترین مفاهیم در درک بلاکچین است. در واقع زنجیره همان جادویی است که بلاکچین ها را با یکدیگر ترکیب نموده و اعتمادی ریاضی محور را ایجاد می کند . در فناوری بلاکچین هش اولیه برگرفته از داده هایی است که در بلوک قبلی ایجاد شده اند. به عبارت دیگر هش یک اثر انگشت از این داده ها و بلوک های قفل شده در سفارش و زمان است. اگر چه هش کردن بیش از ۳۰ سال پیش اختراع شده اما این نوآوری نسبتا قدیمی در حال استفاده است؛ زیرا باعث ایجاد عملکردی یک طرفه می شود که قابل رمز گشایی نیست . تابع هش به یک الگوریتم ریاضی اشاره دارد که داده های مختلف را به یک رشته بیتی با اندازه ی یکسان ترسیم می نماید .  رشته ی بیتی معمولا از ۳۲ حرف تشکیل شده و نشان دهنده داده هایی است که همگی آنها هش شده اند .الگوریتم هش امن یکی از چندین توابع هش رمزنگارانه است که در بلاکچین استفاده می شود . الگوریتم هش امن یک الگوریتم رایج و مرسوم است که یک هش منحصر به فرد و ثابت( ۲۵۶) بیتی (۳۲ بایتی)  را تولید می نماید. برای اهداف عملی ، هش به عنوان یک اثر انگشت دیجیتالی از داده ها در نظر گرفته شده که برای قفل کردن در بلاکچین به کار می رود .

شبکه

یک شبکه از تعدادی گره تشکیل شده است و هر گره شامل یک نسخه کامل از تمام تراکنش ها است که تاکنون در بلاکچین ثبت شده اند . گره ها در سراسر جهان واقع شده و می توانند توسط هر کسی اداره شوند. اداره و کنترل هر گره امری دشوار، گران و زمان بر است ،بنابراین مردم این کار را به صورت رایگان انجام نمی دهند . در واقع افراد باید برای استفاده و کنترل یک گره انگیزه داشته باشند؛ زیرا بسیاری از آنها به دنبال کسب منافع و به دست آوردن ارز دیجیتال هستند . الگوریتم به صورتی تنظیم شده است که پاداش مناسبی را برای ارائه خدمات و فعالیت های مربوطه در نظر گرفته است .

این پاداش معمولا یک توکن (هرگونه کالاهای تایید شده قابل مبادله مانند ،ارز ،وفاداری حواله طلا، آیتم های بازی رایانه ای و غیره می باشد. توکن نشان دهنده این است که شما یک دارایی قابل تجارت دارید) و یا ارز دیجیتال مانند بیتکوین است .

امیدوارم به طور کلی با مفهوم ساختار بلاکچین آشنا شده باشید ودر ادامه این مباحث دنبال کننده ما باشید .