بلاکچین یک فناوری ثبت سوابق است. بلاکچین به گونه ای طراحی شده است که هک کردن سیستم یا جعل داده های ذخیره شده در آن را غیرممکن می کند و در نتیجه آن را ایمن و تغییرناپذیر می کند. این یک نوع فناوری دفتر کل توزیع شده (DLT) است، یک سیستم دیجیتال برای ثبت تراکنش ها و داده های مرتبط در چندین مکان به طور همزمان. هر رایانه در یک شبکه بلاکچین یک نسخه از دفتر کل را برای جلوگیری از یک نقطه خرابی نگهداری می کند و همه نسخه ها به طور همزمان به روز و اعتبارسنجی می شوند.

بلاک چین نیز نوعی پایگاه داده در نظر گرفته می شود، اما در نحوه ذخیره و مدیریت اطلاعات با پایگاه های داده معمولی تفاوت اساسی دارد. بلاکچین به جای اینکه مانند پایگاه های داده سنتی داده ها را در ردیف ها، ستون ها، جداول و فایل ها ذخیره کند، داده ها را در بلوک هایی ذخیره می کند که به صورت دیجیتالی به هم متصل شده اند. علاوه بر این، زنجیره بلوکی یک پایگاه داده غیرمتمرکز است که توسط رایانه‌های متعلق به شبکه همتا به همتا به جای رایانه مرکزی مانند پایگاه‌های داده سنتی مدیریت می‌شود.

ارز دیجیتال بیت کوین که در سال 2009 راه اندازی شد، اولین اپلیکیشن محبوبی بود که با موفقیت از بلاکچین استفاده کرد. به علاوه بلاکچین اغلب با بیت کوین و آلت کوین هایی مانند Dogecoin و Bitcoin Cash مرتبط بوده است.

این مقاله بخشی از

بلاک چین برای مشاغل: راهنمای نهایی سازمانی

و همچنین شامل:

10 مزیت برتر فناوری بلاکچین برای تجارت

موارد استفاده از بلاک چین و کاربردهای صنعتی امروزی

7 روند بلاک چین که باید بدانید

با این حال، استفاده از بلاکچین از زمان پیدایش بیت کوین به سایر برنامه ها گسترش یافته است.

شرکت های لجستیک از بلاک چین برای ردیابی کالاها در حین حرکت در زنجیره تامین استفاده می کنند. بانک های مرکزی دولتی و جامعه مالی جهانی فناوری بلاکچین را به عنوان پایه ای برای مبادلات ارز دیجیتال آزمایش کرده اند. صنایع مختلف، از جمله جامعه حقوقی و سرگرمی، از بلاک چین به عنوان مبنای قراردادهای هوشمند و مکانیسم های دیگر برای انتقال و حمایت از حقوق مالکیت معنوی استفاده می کنند.

در واقع، اکنون بسیاری از صنایع در حال بررسی برنامه های کاربردی مبتنی بر بلاکچین به عنوان راهی ایمن و مقرون به صرفه برای ایجاد و مدیریت یک پایگاه داده توزیع شده و نگهداری سوابق برای تراکنش های دیجیتال از همه نوع هستند.

در نتیجه، بلاک چین به طور فزاینده ای به عنوان راه حلی برای ردیابی ایمن و به اشتراک گذاری داده ها بین چندین نهاد تجاری در نظر گرفته می شود.

نحوه عملکرد بلاکچین و فناوری دفتر کل توزیع شده

بلاک چین از طریق یک فرآیند چند مرحله ای کار می کند که به عبارت ساده به شرح زیر است:

1. یک شرکت کننده مجاز تراکنش را وارد می کند که باید توسط فناوری تأیید شود.
2. آن عمل بلوکی ایجاد می کند که آن تراکنش یا داده خاص را نشان می دهد.
3. بلوک به هر نود یا گره کامپیوتری در شبکه ارسال می شود.
4. گره های مجاز تراکنش را تأیید می کنند و بلوک را به بلاکچین موجود اضافه می کنند. (گره‌ها در شبکه‌های بلاکچین عمومی به عنوان ماینر شناخته می‌شوند؛ آنها معمولاً برای این کار پول می‌گیرند – اغلب در فرآیندی به نام اثبات کار یا PoW – معمولاً به شکل ارز دیجیتال
5. به روز رسانی در سراسر شبکه توزیع می شود که تراکنش را نهایی می کند.

این مراحل در زمان واقعی انجام می شود و طیف وسیعی از عناصر را شامل می شود. شکل 1 مراحل ایجاد بلوک و تأیید را با جزئیات بیشتری نشان می دهد.

شکل 1

دفتر کل بلاکچین از دو نوع رکورد تشکیل شده است، تراکنش های فردی و بلوک ها. بلوک اول شامل یک هدر و داده هایی است که مربوط به تراکنش هایی است که در یک دوره زمانی مشخص انجام می شود. مهر زمانی بلوک برای کمک به ایجاد یک رشته الفبایی به نام هش استفاده می شود.

پس از ایجاد اولین بلوک، هر بلوک بعدی در دفتر کل از هش بلوک قبلی برای محاسبه هش خود استفاده می کند.

قبل از اینکه یک بلوک جدید به زنجیره اضافه شود، صحت آن باید توسط یک فرآیند محاسباتی به نام اعتبار یا اجماع تأیید شود. در این مرحله از فرآیند بلاکچین، اکثر گره های شبکه باید توافق کنند که هش بلاکجدید به درستی محاسبه شده است. اجماع تضمین می کند که همه نسخه های دفتر کل توزیع شده بلاکچین وضعیت یکسانی دارند.

هنگامی که یک بلوک اضافه شد، می توان آن را در بلوک های بعدی ارجاع داد، اما نمی توان آن را تغییر داد.

اگر کسی بخواهد بلوکی را عوض کند، هش بلوک های قبلی و بعدی نیز تغییر کرده و وضعیت مشترک دفتر کل را مختل می کند.

زمانی که اجماع دیگر امکان پذیر نباشد، سایر رایانه های موجود در شبکه می دانند که مشکلی رخ داده است و تا زمانی که مشکل حل نشود، بلوک جدیدی به زنجیره اضافه نخواهد شد.

به طور معمول، بلوکی که باعث خطا می شود کنار گذاشته می شود و روند توافق تکرار می شود.

توضیح بلاکچین، ارز دیجیتال، رمزارز و بیت کوین

اصطلاحات بلاکچین، ارز دیجیتال و بیت کوین اغلب همراه با ارز دیجیتال با هم ترکیب می شوند. گاهی اوقات آنها به اشتباه به جای یکدیگر استفاده می شوند.

اگرچه همه آنها زیر چتر فناوری دفتر کل توزیع شده هستند، اما هر کدام یک موجودیت مجزا هستند.

• بلاکچین فناوری است. به طور خاص، این فناوری است که یک دفتر کل دیجیتال غیرمتمرکز ایجاد می کند که تبادل بین چندین طرف را به روشی ایمن و تغییرناپذیر امکان پذیر می کند.
• ارز دیجیتال به هر شکل ارزی اطلاق می شود که فقط به صورت دیجیتالی یا الکترونیکی موجود باشد و بدون واسطه به اشتراک گذاشته شود. این شامل پول دیجیتال صادر شده توسط دولت ها و بانک های مرکزی و همچنین ارزهای دیجیتال می شود. ارز دیجیتال گاهی اوقات پول دیجیتال، پول الکترونیکی، ارز الکترونیکی یا پول نقد سایبری نامیده می شود.
• کریپتوکارنسی یک دارایی دیجیتالی است که می توان آن را در شبکه بلاکچین مبادله کرد. زیر مجموعه ای از ارز دیجیتال است. توسط نهادهای دولتی صادر نمی شود. ارزهای دیجیتال را به‌عنوان توکن‌هایی در نظر بگیرید که توسط نهادها یا گروه‌های خصوصی صادر می‌شوند و می‌توان از آن‌ها برای پرداخت اقلام فروخته‌شده توسط کسانی که در شبکه بلاکچین نیز فعالیت می‌کنند استفاده کرد. از ماه می 2021، وب‌سایت تحقیقات بازار CoinMarketCap، 4993 ارز دیجیتال مختلف را فهرست کرده است. بیت کوین اولین ارز رمزنگاری شده و هنوز هم معروف ترین نمونه است.

نمونه های بلاکچین و موارد استفاده

مانند تمام فناوری‌های نوظهور، بلاک چین همچنان به بلوغ و مقبولیت خود ادامه می‌دهد زیرا شرکت‌های بیشتری در صنایع مختلف استفاده از آن را یاد می‌گیرند.

نمونه هایی از کاربرد آن در مناطق تجاری عبارتند از:

• در آوریل 2021، Live Nation SAS، عملیات شرکت سرگرمی جهانی به همین نام، مستقر در فرانسه، TixTo.Me را تا حدی توسط شرکت بلاکچین Aventus Network راه اندازی کرد.
• فروش شامل توکن‌های غیرقابل تعویض (NFT) نیز در سال 2021 آغاز شد و تعداد فزاینده‌ای از مردم در سراسر جهان از این فناوری استقبال کردند. NFT یک دارایی دیجیتالی است که تمام یا بخش هایی از اشیاء دنیای واقعی مانند هنر یا موسیقی را نشان می دهد. آنها به صورت آنلاین خرید، فروش و معامله می شوند و به روشی محبوب برای خرید و فروش آثار هنری دیجیتال تبدیل شده اند.
• در اکتبر 2020، پی پال، پلتفرم پرداخت آنلاین، سرویس جدیدی را راه اندازی کرد که کاربران را قادر می سازد تا ارزهای دیجیتال را خریداری، نگه دارند و بفروشند.
• در اوایل سال 2020، شرکت بلاک چین Theta Labs با Google Cloud همکاری کرد. این مشارکت به کاربران Google Cloud اجازه می دهد تا گره ها را از شبکه بلاکچین Theta مستقر و اجرا کنند.
• Ticketmaster، شرکت نرم افزار و خدمات فروش بلیط سرگرمی، در سال 2018 اعلام کرد که ارائه دهنده فناوری بلاک چین Upgraded را خریداری کرده است که بلیط های سنتی را به دارایی های دیجیتال تعاملی ایمن تبدیل می کند.
• در سال 2016، شرکت خرده فروشی آنلاین Overstock.com از بلاکچین برای فروش و توزیع بیش از 126000 سهام شرکت استفاده کرد. این اولین باری بود که یک شرکت سهامی عام از بلاکچین برای حمایت از معاملات سهام استفاده کرد. R3، کنسرسیوم جهانی از موسسات مالی، همچنین از پلتفرم Corda مانند بلاک چین برای ثبت، مدیریت و همگام سازی اطلاعات مالی با استفاده از APIهای بلاک چین برای پلتفرم های خاص استفاده می کند.

بانک ها و موسسات مالی در سراسر جهان همچنان در پذیرش بلاک چین پیشرو هستند. سایر صنایع، از جمله مراقبت‌های بهداشتی، دولت و فناوری، استفاده از بلاک چین را برای تبادل امن داده‌هایی مانند اطلاعات سلامت شخصی، دارایی‌های دیجیتال مانند سرگرمی‌های دانلود شده و اسناد املاک و مستغلات بیشتر می‌کنند. تولیدی و کسب و کارهای مشابه نیز پتانسیل استفاده از بلاک چین را برای مدیریت قراردادهای هوشمند و ردیابی مواد در حین حرکت در زنجیره تامین مشاهده می کنند (شکل 2 را ببینید).

پلتفرم های بلاک چین می توانند بدون مجوز یا دارای مجوز باشند (شکل 3 را ببینید). بلاک چین های مجاز برای دسترسی نیاز به تایید دارند، که آنها را اساسا به بلاکچین های خصوصی تبدیل می کند. بلاکچین بدون مجوز برای ورود به شبکه بلاکچین نیازی به مجوز ندارد. در یک بلاک چین عمومی و بدون مجوز مانند بیت کوین، هر گره در شبکه می تواند تراکنش ها را انجام دهد و در فرآیند اجماع شرکت کند. در یک زنجیره خصوصی و دارای مجوز مانند Multichain، هر گره ممکن است بتواند تراکنش ها را انجام دهد، اما مشارکت در فرآیند توافق به تعداد محدودی از گره های تایید شده محدود می شود.

پلتفرم‌های بلاکچین متعددی در دسترس هستند، اما سه مورد از برجسته‌ترین آنها بلاک چین اتریوم، هایپرلجر فابریک و اپن‌چین هستند.

بلاک چین اتریوم یک پلتفرم بلاکچین است که به طور گسترده استفاده می شود، منبع باز و سفارشی ساخته شده است که به عنوان یک انتخاب پیشرو در صنعت برای برنامه های سازمانی در نظر گرفته می شود.

Hyperledger Fabric یکی دیگر از پلتفرم های بلاک چین منبع باز است. که توسط صنایعی مانند مالی و تولید استفاده می شود، برای شبکه های مجاز طراحی شده است. Hyperledger Fabric همچنین می تواند برای میزبانی غیرمتمرکز و ذخیره سازی برنامه هایی که از قراردادهای هوشمند استفاده می کنند استفاده شود.

OpenChain یک پلت فرم بلاک چین منبع باز برای سازمان هایی است که می خواهند دارایی های دیجیتال را مدیریت و حفظ کنند. یک مدیر یک بلاکچین OpenChain قوانین استفاده شده در دفتر کل را تعریف می کند. سپس کاربران می توانند با رعایت قوانین، ارزش خود را در دفتر کل مبادله کنند.

شکل 3. اینکه یک بلاک چین دارای مجوز (خصوصی) یا بدون مجوز (عمومی) باشد، بسیاری از عملکرد، شفافیت و ویژگی های امنیتی آن را تعیین می کند.

ملاحظات پذیرش بلاک چین

هر شرکتی که به اجرای برنامه بلاکچین فکر می کند باید ابتدا بررسی کند که آیا واقعاً برای دستیابی به اهداف خود به بلاک چین نیاز دارد یا خیر. بلاک چین در واقع چندین مزیت قابل توجه به ویژه در امنیت دارد، اما جایگزینی برای همه نیازهای پایگاه داده نیست.

در واقع، پایگاه‌های داده مرسوم و متمرکز اغلب در بسیاری از شرایط، گزینه بهتری هستند، به‌ویژه زمانی که سرعت و عملکرد بسیار مهم هستند و تراکنش‌ها فقط در داخل سازمان یا بین تعداد محدودی از نهادها که در آن اعتماد کاملاً ایجاد شده است، انجام می‌شود.

در انتخاب پلتفرم بلاکچین، یک سازمان باید در نظر داشته باشد که از کدام الگوریتم اجماع استفاده کند. الگوریتم اجماع بخش اصلی یک شبکه بلاک چین است که می تواند تاثیر زیادی بر سرعت داشته باشد. این روشی است که از طریق آن همتایان در یک شبکه بلاک چین درباره وضعیت فعلی دفتر کل توزیع شده به توافق می رسند. این به ایجاد اعتماد بین کاربران بلاکچین کمک می کند.

چهار روش استاندارد وجود دارد که بلاک چین و دیگر پلتفرم‌های پایگاه داده توزیع‌شده برای رسیدن به یک اجماع از آن استفاده می‌کنند. الگوریتم های اجماع مشترک شامل موارد زیر است:

• PoW که برای انتخاب ماینر برای نسل بعدی بلاک استفاده می شود. به طور کلی، پلتفرم‌های عمومی الگوریتم‌های PoW را انتخاب می‌کنند زیرا تأیید آنها برای سایر گره‌های شبکه آسان است.
• اثبات تحمل خطا بیزانسی (pBFT)، یک الگوریتم طراحی شده برای کار در سیستم های ناهمزمان.
• اثبات سهام (PoS)، الگوریتم هایی که معمولاً به عنوان جایگزینی برای PoW استفاده می شوند. آنها با سرمایه‌گذاری اعتبارسنجی‌ها در واحد پول سیستم کار می‌کنند و برخی از سکه‌های خود را به عنوان سهام نگه می‌دارند. سپس اعتباردهنده ها اعتبارسنجی بلوک ها را آغاز می کنند.
• Delegated Proof of Stake (DPoS)، الگوریتم‌هایی برای فرآیند رأی‌گیری و انتخابات که برای محافظت در برابر استفاده مخرب یا تمرکز در زنجیره بلوکی طراحی شده‌اند.

مزایای بلاکچین

کارشناسان چندین مزیت کلیدی استفاده از بلاک چین را ذکر می کنند.

• امنیت احتمالاً مهمترین مزیت است. خراب کردن یک بلاک چین تقریبا غیرممکن است، زیرا اطلاعات توسط هزاران و حتی میلیون ها کامپیوتر به اشتراک گذاشته شده و به طور مداوم با یکدیگر تطبیق داده می شوند. بلاک چین نیز هیچ نقطه شکست واحدی ندارد.
• تراکنش ها می توانند کارآمدتر از سیستم های تراکنشی غیر مبتنی بر DLT باشند، اگرچه بلاک چین های عمومی گاهی ممکن است از سرعت پایین و ناکارآمدی رنج ببرند.
• انعطاف پذیر است: اگر یک گره پایین بیاید مشکلی وجود ندارد زیرا همه گره های دیگر یک کپی از دفتر کل دارند.
• اعتماد بین شرکت کنندگان در یک شبکه را فراهم می کند. معکوس کردن بلوک های تأیید شده بسیار دشوار است، به این معنی که حذف یا تغییر داده ها دشوار است.
• می تواند مقرون به صرفه باشد زیرا اغلب با حذف واسطه ها و اشخاص ثالث هزینه های مربوط به معاملات را کاهش می دهد.

معایب بلاکچین

کارشناسان می گویند بلاک چین همچنین دارای معایب، خطرات و چالش های بالقوه ای است.

• با بلاک چین های عمومی، سوالاتی در مورد مالکیت و اینکه چه کسی در هنگام بروز مشکلات مسئول است وجود دارد.
• همچنین سؤالاتی در مورد اینکه آیا سازمان ها قادر هستند یا مایل به سرمایه گذاری در زیرساخت های مورد نیاز برای ساخت، مشارکت و حفظ شبکه مبتنی بر بلاک چین هستند، وجود دارد.
• تغییر داده ها در یک بلاک چین معمولاً کار زیادی می طلبد.
• کاربران باید کلیدهای خصوصی خود را پیگیری کنند تا پول خود را از دست ندهند.
• فضای ذخیره سازی می تواند در طول زمان بسیار بزرگ شود، که در صورت بزرگ شدن دفتر کل برای دانلود توسط کاربران، خطر از دست رفتن گره ها را به همراه دارد.
• بلاک چین مستعد حملات 51 درصدی است، که یک حمله خاص است که برای غلبه بر سایر شرکت کنندگان در شبکه و تغییر بلوک ها طراحی شده است.

حریم خصوصی و امنیت بلاک چین

امنیت به عنوان یکی از مزیت های اصلی بلاکچین در نظر گرفته می شود. بلاک ها همیشه به صورت زمانی ذخیره می شوند و تغییر یک بلوک پس از اضافه شدن به انتهای بلاکچین بسیار دشوار است. هر بلوک دارای کد هش خود و کد هش بلوک قبل از آن است. اگر یک هکر سعی کند یک بلوک را ویرایش کند، هش بلاک تغییر می کند، به این معنی که هکر باید هش بلوک بعدی را در زنجیره تغییر دهد و غیره. بنابراین، برای تغییر یک بلوک، یک هکر باید هر بلوک دیگری را که بعد از آن می آید را تغییر دهد، که مقدار زیادی از قدرت محاسباتی را می گیرد.

علی‌رغم استفاده از الگوریتم‌های اجماع، بلاک چین همچنان مستعد حملات 51 درصدی است که در آن مهاجم بیش از 50 درصد بر کل قدرت محاسباتی یک بلاکچین کنترل دارد و توانایی غلبه بر سایر شرکت‌کنندگان در شبکه را به دست می‌آورد. اگرچه این نوع حمله بعید است، زیرا اجرای آن به مقدار زیادی تلاش و قدرت محاسباتی زیادی نیاز دارد.

تاریخچه بلاک چین

پروتکلی شبیه به بلاکچین برای اولین بار در پایان نامه ای در سال 1982 توسط دیوید چاوم، دانشمند کامپیوتر و رمزنگار آمریکایی ارائه شد.

در سال 1991، استوارت هابر و دبلیو اسکات استورنتا بر روی توضیح بیشتر زنجیره ای از بلوک های ایمن شده از طریق رمزنگاری کار کردند. از این نقطه به بعد، برخی افراد شروع به کار روی توسعه ارزهای دیجیتال کردند.

در سال 2008، یک توسعه‌دهنده یا گروهی از توسعه‌دهندگان که با نام مستعار ساتوشی ناکاموتو کار می‌کردند، کاغذ سفیدی را ایجاد کردند که مدلی را برای بلاک چین ایجاد کرد، از جمله روش هش مورد استفاده برای مهر زمانی بلوک‌ها. یک سال بعد، در سال 2009، ساتوشی ناکاموتو یک بلاک چین را با استفاده از ارز بیت کوین پیاده سازی کرد. تا به امروز، هیچ کس با اطمینان نمی داند که ساتوشی ناکاموتو واقعا کیست.

علاقه به کاربرد سازمانی بلاک چین از آن زمان با تکامل این فناوری و با ورود نرم افزارهای مبتنی بر بلاک چین و شبکه های همتا به همتا که برای استفاده سازمانی طراحی شده اند، افزایش یافته است.

رهبران سازمانی در اوایل شروع نگاه جدی تری به این فناوری کردند و در اوایل سال 2014، زمانی که فناوری بلاک چین متمایزتر از ایده یک ارز خاص شد، پتانسیل بیشتری را مشاهده کردند. در آن زمان، کارشناسان شروع به دیدن پتانسیل بلاک چین برای تراکنش های مالی به طور کلی و همچنین پتانسیل آن برای سایر تراکنش های سازمانی کردند.

پذیرش واقعی کند بود. در سال 2019، گارتنر دریافت که تنها 1 درصد از مدیران ارشد فناوری بلاک چین را به کار می گیرند. فقط کمی بیشتر از آن – 8٪ – در برنامه ریزی کوتاه مدت برای بررسی یا پیاده سازی بلاک چین بودند، با خدمات مالی، علوم زیستی و مراقبت های بهداشتی در میان صنایعی که بالاترین نرخ پذیرش بلاکچین را داشتند.

نظرسنجی جهانی بلاک چین در سال 2020 از دیلویت، رشد بیشتری را در علاقه شرکت ها به این فناوری نشان داد: در سال 2018، 43 درصد از مدیران C-suite پاسخ دادند که بلاک چین حیاتی و پنج اولویت استراتژیک خواهد بود. این رقم در سال 2019 به 53 درصد و در سال 2020 به 55 درصد افزایش یافت.