بلاکچین چیست و چگونه کار می کند؟

اگر در ده سال گذشته بانکداری ، سرمایه گذاری یا ارز رمزنگاری شده را دنبال کرده باشید ، ممکن است با “بلاکچین” ، فناوری ثبت رکوردها در پشت شبکه بیتکوین، آشنا باشید. در تلاش برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد بلاکچین ، احتمالاً با تعریفی مانند این روبرو شده اید: “بلاکچین یک دفتر توزیع شده ، غیرمتمرکز و عمومی است.”

بلاکچین یک فناوری انقلابی است که پتانسیل ایجاد اختلال در صنایع مختلف را دارد. این یک دفتر کل غیرمتمرکز است که یک رکورد دائمی از تمام تراکنش ها در یک شبکه از رایانه ها را حفظ می کند. این مقاله به بررسی نحوه عملکرد بلاک چین، مزایا و معایب آن و کاربرد آن می پردازد و همچنین فهرستی از موارد استفاده را ارائه می دهد.

بلاکچین چیست ؟

فناوری بلاک چین مبتنی بر یک پایگاه داده غیرمتمرکز است که توسط شبکه ای از رایانه ها مدیریت می شود. هر کامپیوتر در شبکه که به عنوان گره (Node) نیز شناخته می شود، یک کپی از بلاکچین دارد. هنگامی که یک تراکنش جدید انجام می شود، توسط گره های موجود در شبکه تأیید می شود. هنگامی که تراکنش تایید شد، به عنوان یک بلاک جدید به بلاکچین اضافه می شود. هر بلاک در بلاکچین به بلاک قبلی متصل می شود و یک زنجیره را تشکیل می دهد.

هر بلاک حاوی یک کد منحصر به فرد به نام هش است که توسط یک تابع رمزنگاری ایجاد می شود. هش بلاک قبلی نیز در بلوک جدید گنجانده شده است که تغییر هیچ یک از بلاک ها را بدون تأثیر بر کل زنجیره غیرممکن می کند. در واقع بلاک ها اطلاعاتی را که آنها را از بلاک های دیگر متمایز می کند ذخیره می کنند. دقیقاً مانند من و شما نام هایی برای تشخیص ما از یکدیگر وجود دارد ، هر بلاک یک کد منحصر به فرد به نام “هش” را ذخیره می کند که به ما امکان می دهد آن را جدا از بلاک دیگر تشخیص دهیم. هش ها کدهای رمزنگاری شده ای هستند که توسط الگوریتم های خاصی ایجاد می شوند.

تأیید تراکنش ها در فناوری بلاکچین توسط الگوریتم های اجماع انجام می شود. متداول ترین الگوریتم اجماع، اثبات کار (PoW) است که شامل حل مسائل پیچیده ریاضی برای تأیید یک تراکنش است. الگوریتم دیگر Proof of Stake (PoS) است که شامل نگهداری مقدار معینی از ارز دیجیتال برای شرکت در فرآیند تأیید است.

نحوه کار بلاکچین

افزودن یک بلاک به بلاکچین فرآیندی حیاتی است که به اطمینان از امنیت و یکپارچگی داده های ذخیره شده در بلاکچین کمک می کند. این فرآیند شامل چندین مرحله است که در زیر به آنها اشاره شده است:

تأیید تراکنش

قبل از اینکه بلاکی به بلاکچین اضافه شود، تراکنش های موجود در بلاک باید تأیید شوند. این شامل اطمینان از معتبر بودن هر تراکنش و اینکه فرستنده دارای وجوه کافی برای تکمیل تراکنش است، می باشد. پس از تأیید تراکنش ها، آنها به بلاک اضافه می شوند.

ایجاد بلاک

پس از تأیید تراکنش ها، یک بلاک جدید ایجاد می شود. بلاک حاوی یک هدر منحصر به فرد است که شامل یک مهر زمانی، ارجاع به بلوک قبلی و یک هش از تراکنش های موجود در بلوک است. هش یک اثر انگشت دیجیتال از تراکنش ها است و برای اطمینان از اینکه داده های موجود در بلوک نمی توانند دستکاری شوند استفاده می شود.

اثبات کار

قبل از اینکه بلاک به بلاکچین اضافه شود، فرآیندی به نام “اثبات کار” باید تکمیل شود. این شامل حل یک معمای پیچیده ریاضی است که به مقدار قابل توجهی از قدرت محاسباتی نیاز دارد. اولین ماینری که این معما را حل می کند با تعداد معینی واحد ارز دیجیتال و حق اضافه کردن بلاک به زنجیره بلاک ها پاداش می گیرد.

اعتبار سنجی بلاک

پس از تکمیل اثبات کار، بلاک جدید برای شبکه پخش می شود. سپس سایر گره‌های شبکه با تأیید تراکنش‌ها و اثبات کار، بلاک را تأیید می‌کنند. اگر بلاک معتبر باشد، به زنجیره بلاک ها اضافه می‌شود و به استخراج‌کننده‌ای که بلاک را ایجاد کرده، پاداش می‌گیرد.

گسترش زنجیره

هنگامی که بلاک به بلاکچین اضافه شد، مرجع بلوک قبلی در هدر به روز می شود تا هش بلاک جدید را نیز در بر گیرد. این فرآیند زنجیره ای از بلاک ها را ایجاد می کند که هر بلاک حاوی یک مرجع به بلاک قبلی است.

آیا بلاکچین خصوصی است؟

هرکسی می تواند محتوای بلاکچین را مشاهده کند، اما کاربران همچنین می توانند رایانه های خود را به عنوان گره به شبکه بلاکچین متصل کنند. با این کار ، رایانه آنها نسخه ای از بلاکچین را دریافت می کند که هر زمان بلاک جدیدی اضافه می شود ، به طور خودکار به روز می شود ، مانند اخبار فیس بوک که هر زمان وضعیت جدیدی ارسال می شود ، به روزرسانی می شود.

هر رایانه در شبکه بلاکچین نسخه خود از بلاکچین را دارد، به این معنی که هزاران نسخه وجود دارد یا در مورد بیت کوین ، میلیون ها نسخه از همان بلاکچین. اگرچه هر نسخه از بلاکچین یکسان است ، اما گسترش این اطلاعات در شبکه ای از رایانه ها ، دستکاری اطلاعات را دشوارتر می کند. با استفاده از بلاکچین ، یک گزارش مشخص از وقایع قابل دستکاری وجود ندارد. در عوض ، یک هکر باید هر نسخه از بلاکچین موجود در شبکه را دستکاری کند. این همان معنایی است که بلاکچین یک دفتر “توزیع شده” است.

با جستجوی بلاکچین بیت کوین، متوجه خواهید شد که به شناسایی اطلاعات مربوط به کاربران معامله کننده دسترسی ندارید. اگرچه تراکنش های موجود در بلاکچین کاملاً ناشناس نیستند ، اما اطلاعات شخصی کاربران به امضای دیجیتالی یا نام کاربری آنها محدود می شود.

این سوال مهمی را به وجود می آورد: اگر نمی توانید بدانید چه کسی بلاک هایی را به زنجیره بلاک ها اضافه می کند چگونه می توانید به بلاکچین یا شبکه رایانه های پشتیبانی کننده آن اعتماد کنید؟

آیا بلاکچین امن است؟

فناوری بلاکچین موارد امنیتی و اعتماد را از چند طریق پاسخ می دهد. اول، بلاک های جدید همیشه به صورت خطی و زمانی ذخیره می شوند. یعنی همیشه به “انتهای” بلاکچین اضافه می شوند. اگر نگاهی به بلاکچین بیت کوین بیندازید ، می بینید که هر بلاک موقعیتی روی زنجیره دارد که “ارتفاع بلاک“ نامیده می شود.

پس از اضافه شدن بلاکی به انتهای زنجیره بلاک، بازگشت و تغییر در محتوای بلاک بسیار دشوار است. به این دلیل که هر بلاک حاوی هش مخصوص به خود است، همراه با هش بلاک قبل از آن. کدهای هش توسط یک تابع ریاضی ایجاد می شود که اطلاعات دیجیتالی را به رشته ای از اعداد و حروف تبدیل می کند. اگر آن اطلاعات به هر روشی ویرایش شود ، کد هش نیز تغییر می کند.

این دلیل مهم آن برای امنیت است. بگذارید بگوییم یک هکر تلاش می کند تراکنش شما را ویرایش کند تا در واقع شما مجبور شوید دو بار برای تراکنش خود هزینه کنید. به محض اینکه آنها مقدار دلار تراکنش شما را ویرایش کنند، هش بلاک تغییر می کند. بلاک بعدی در این زنجیره هنوز حاوی هش قدیمی است و هکر برای ادامه دادن به کار خود ، باید آن بلاک را به روز کند. با این حال ، انجام این کار باعث تغییر هش آن بلاک می شود.

بنابراین ، برای تغییر یک بلاک واحد ، یک هکر باید تک تک بلاک های موجود در بلاکچین را تغییر دهد. محاسبه مجدد همه آن هش ها به یک قدرت محاسباتی بسیار زیاد و غیرمحتمل نیاز دارد. به عبارت دیگر ، به محض اضافه شدن بلاک به بلاکچین ، ویرایش آن بسیار دشوار و حذف آن غیرممکن می شود.

برای حل مسئله اعتماد ، شبکه های بلاکچین آزمایشاتی را برای رایانه هایی که می خواهند بپیوندند و بلاک هایی را به زنجیره اضافه می کنند ، اجرا کرده اند. این تست ها که “مدل های اجماع“ نامیده می شوند، نیاز دارند تا کاربران قبل از شرکت در یک شبکه بلاکچین ، “خود را ثابت کنند”. یکی از متداول ترین مثالهای بیت کوین “اثبات کار“ نام دارد.

در سیستم اثبات کار ، رایانه ها باید “ثابت” کنند که “کار” را با حل یک مسئله پیچیده ریاضی محاسباتی انجام داده اند. اگر رایانه یکی از این مشکلات را برطرف کند، واجد شرایط اضافه کردن بلاک به بلاکچین می شوند. اما روند افزودن بلاک به بلاکچین ، چیزی که دنیای ارزهای رمزنگاری شده آن را “استخراج“ می نامد، آسان نیست. برای حل مسائل پیچیده ریاضی، رایانه ها باید برنامه هایی را اجرا کنند که هزینه های قابل توجهی از انرژی و انرژی برای آنها دارد.

اثبات کار ، حملات هکرها را غیرممکن نمی کند ، اما تا حدودی آنها را بی فایده می کند. اگر یک هکر بخواهد حمله به بلاکچین را هماهنگ کند ، باید بیش از ۵۰٪ از کل قدرت محاسباتی بلاکچین را کنترل کند تا بتواند سایر شرکت کنندگان شبکه را تحت فشار قرار دهد. با توجه به اندازه فوق العاده بلاکچین بیت کوین ، حمله به اصطلاح ۵۱٪ تقریباً ارزش تلاش را ندارد و بیش از حد غیرممکن است.

بلاکچین در مقابل بیت کوین

هدف بلاکچین این است که اطلاعات دیجیتالی ضبط و توزیع شود ، اما ویرایش نشود. پیچیدن این مفهوم بدون دیدن فناوری در عمل ممکن است دشوار باشد ، بنابراین بیایید نگاهی به چگونگی عملکرد واقعی اولین بلاکچین بیندازیم.

فناوری Blockchain برای اولین بار در سال ۱۹۹۱ توسط استوارت هابر و دبلیو اسکات استورنتتا ، دو محقق که می خواستند سیستمی را اجرا کنند که در آن مهر زمان سند قابل دستکاری نباشد ، مشخص شد اما تقریباً دو دهه بعد، با راه اندازی بیت کوین در ژانویه ۲۰۰۹ ، این بلاکچین اولین کاربرد واقعی خود را داشت. پروتکل بیت کوین بر روی بلاکچین ساخته شده است. Satoshi Nakamoto ، خالق نام مستعار بیت کوین ، در ایمیلی که مقاله تحقیقاتی خود را در مورد معرفی ارز دیجیتال اعلام کرد ، از آن به عنوان “یک سیستم نقدی الکترونیکی جدید که کاملاً نظیر به نظیر است و شخص ثالث قابل اعتمادی ندارد” نام برد.

یک زنجیره عمومی واحد

در شبکه بیت کوین ، بلاکچین نه تنها توسط یک شبکه عمومی از کاربران به اشتراک گذاشته و نگهداری می شود – بلکه بر سر آن توافق می شود. وقتی کاربران به شبکه می پیوندند ، رایانه متصل آنها کپی از بلاکچین را دریافت می کند که هر زمان بلاک جدیدی از تراکنش ها اضافه می شود ، به روز می شود. اما چه اتفاقی می افتد اگر از طریق خطای انسانی یا تلاش یک هکر ، کپی یکی از کاربران از بلاکچین دستکاری شود تا با سایر نسخه های بلاکچین متفاوت باشد؟

پروتکل بلاکچین از طریق فرآیندی به نام “اجماع” از وجود چندین بلاکچین دلسرد می شود. در حضور نسخه های مختلف زنجیره بلاک، پروتکل اجماع طولانی ترین زنجیره موجود را اتخاذ می کند. منظور بیشتر کاربران از زنجیره بلاک این است که بلاک ها می توانند سریعتر به انتهای زنجیره اضافه شوند. با این منطق ، بلاکچین همیشه موردی است که اکثر کاربران به آن اعتماد دارند. پروتکل اجماع یکی از بزرگترین نقاط قوت فناوری بلاکچین است.

از نظر تئوری ، Hacker-Proof

از لحاظ تئوریک این امکان وجود دارد که یک هکر در قاعده ای که حمله  ۵۱٪ نامیده می شود، از قانون اکثریت استفاده کند. بگذارید بگوییم که پنج میلیون رایانه در شبکه بیت کوین وجود دارد ، مطمئناً یک ادعای ناخالص اما تقسیم تعداد آن به اندازه کافی آسان است. برای دستیابی به اکثریت در شبکه، یک هکر باید حداقل ۲٫۵ میلیون و یکی از آن رایانه ها را کنترل کند.

با انجام این کار، یک مهاجم یا گروهی از مهاجمان می توانند در روند ثبت معاملات جدید دخالت کنند. آنها می توانند معامله ای ارسال کنند و سپس آن را معکوس کنند، و باعث می شود معلوم شود هنوز کوین ای را که خرج کرده اند در دست دارند. این آسیب پذیری که به Double Spending معروف است، معادل دیجیتالی یک جعل تقلبی کامل است و به کاربران امکان می دهد دو بار بیت کوین خود را خرج کنند.

اجرای چنین حمله ای برای بلاکچینی در مقیاس بیت کوین بسیار دشوار است، زیرا برای به دست آوردن کنترل میلیون ها کامپیوتر به یک مهاجم نیاز دارد. هنگامی که بیت کوین برای اولین بار در سال ۲۰۰۹ تاسیس شد و تعداد کاربران آن ده ها نفر بود ، کنترل اکثر قدرت محاسباتی در شبکه برای یک مهاجم آسان تر بود. این مشخصه مشخص بلاکچین به عنوان یکی از نقاط ضعف ارزهای رمزپایه تازه کار شناخته شده است.ترس کاربر از حملات ۵۱ درصدی می تواند انحصار در بلاکچین را محدود کند.

برخی از محبوب ترین کاربردهای بلاکچین

فناوری بلاکچین کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف از جمله مالی، مراقبت های بهداشتی، مدیریت زنجیره تامین و غیره دارد.

امور مالی

فناوری بلاکچین را می توان برای تراکنش های امن و شفاف استفاده کرد و نیاز به واسطه هایی مانند بانک ها را از بین برد. همچنین می توان از آن برای قراردادهای هوشمند استفاده کرد، که قراردادهایی خوداجرا هستند که اجرای توافقات را خودکار می کنند.

رای گیری

فناوری بلاکچین را می توان برای رای گیری ایمن و شفاف استفاده کرد و خطر تقلب در انتخابات را کاهش داد. رأی با بلاکچین پتانسیل لازم برای از بین بردن تقلب در انتخابات و افزایش مشارکت رای دهندگان را دارد ، همانطور که در انتخابات میان دوره ای نوامبر ۲۰۱۸ در ویرجینیا غربی آزمایش شد. هر رأی به عنوان یک بلاک در بلاکچین ذخیره می شود ، و دستکاری در آنها تقریبا غیرممکن است. پروتکل بلاکچین همچنین شفافیت در روند انتخابات را حفظ می کند ، از پرسنل مورد نیاز برای انجام انتخابات کاسته و نتایج فوری را به مسئولان ارائه می دهد.

مدیریت هویت

فناوری بلاکچین می تواند برای مدیریت هویت امن و غیرمتمرکز استفاده شود و خطر سرقت هویت را کاهش دهد. سرقت هویت یک نگرانی عمده در عصر دیجیتال است و روش‌های سنتی تأیید هویت، مانند رمز عبور و سؤالات امنیتی، دیگر برای محافظت از اطلاعات شخصی کافی نیستند. فناوری بلاکچین راه حلی امن و غیرمتمرکز برای این مشکل ارائه می دهد. با سیستم های مدیریت هویت مبتنی بر بلاکچین، افراد می توانند یک هویت دیجیتال منحصر به فرد ایجاد کنند که در بلاکچین ذخیره می شود. این هویت توسط رمزنگاری قوی محافظت می شود و هک یا سرقت آن را عملا غیرممکن می کند. فرد می تواند اطلاعاتی را که با دیگران به اشتراک گذاشته می شود کنترل کند و اطمینان حاصل کند که فقط اطلاعات لازم افشا می شود.

مدیریت انرژی

فناوری بلاکچین می تواند برای ردیابی و مدیریت توزیع انرژی، کاهش اتلاف و افزایش بهره وری استفاده شود. مدیریت انرژی حوزه دیگری است که در آن می توان فناوری بلاکچین را به کار برد. ماهیت غیرمتمرکز و شفاف فناوری بلاکچین می تواند به رفع چالش های مرتبط با مدیریت توزیع و مصرف انرژی کمک کند. به عنوان مثال، سیستم های مدیریت انرژی مبتنی بر بلاکچین را می توان برای ردیابی تولید، توزیع و مصرف انرژی در زمان واقعی استفاده کرد. این می تواند به کاهش ضایعات و افزایش کارایی کمک کند، زیرا انرژی می تواند به جایی که بیشتر مورد نیاز است هدایت شود. علاوه بر این، از فناوری بلاکچین می توان برای فعال کردن تجارت انرژی همتا به همتا استفاده کرد و به افراد این امکان را می دهد که انرژی اضافی را به شبکه یا افراد دیگر بفروشند.

مدیریت زنجیره تامین

از فناوری بلاکچین می توان برای ردیابی محصولات و اطمینان از اصالت آنها استفاده کرد و خطر کالاهای تقلبی را کاهش داد. تأمین کنندگان می توانند از بلاکچین برای ثبت ریشه موادی که خریداری کرده اند استفاده کنند. این اجازه می دهد تا شرکت ها صحت محصولات خود را همراه با برچسب های بهداشتی و اخلاقی مانند “ارگانیک”، “محلی” و “تجارت عادلانه” تأیید کنند. همانطور که توسط فوربس گزارش شده است ، صنایع غذایی در حال استفاده از بلاکچین هستند تا به طور فزاینده ای مسیر و ایمنی مواد غذایی را در طول سفر مزرعه به کاربر بررسی کند.

قراردادهای هوشمند

قرارداد هوشمند یک کد رایانه ای است که می تواند در زنجیره بلاک برای تسهیل ، تأیید یا مذاکره در مورد قرارداد تعبیه شود. قراردادهای هوشمند تحت مجموعه ای از شرایط عمل می کنند که کاربران با آن موافقت می کنند. در صورت تحقق آن شرایط ، شرایط توافق نامه به طور خودکار  توسط شبکه انجام می شود.

مثلاً بگویید من با استفاده از یک قرارداد هوشمند آپارتمان خود را به شما اجاره می دهم. من موافقت می کنم به محض پرداخت ودیعه و وثیقه توسط شما، کلید درب آپارتمان را به شما بدهم. هر دوی ما سهم خود از معامله را به قرارداد هوشمند ارسال خواهیم کرد، سپس قرارداد هوشمند بررسی می کند که آیا من و شما بند های توافق را رعایت کردیم یا خیر، چنانچه مفاد قرارداد رعایت شده باشد تعویض کلید با ودیعه و وثیقه به صورت اتوماتیک توسط قرارداد هوشمند انجام می شود.

حوزه پزشکی وسلامت

فناوری بلاکچین می تواند برای به اشتراک گذاری ایمن و خصوصی داده های بیمار مورد استفاده قرار گیرد و خطر نقض داده ها را کاهش دهد. ارائه دهندگان خدمات بهداشت و سلامت می توانند از بلاکچین برای ذخیره ایمن سوابق پزشکی بیماران خود استفاده کنند. هنگامی که یک پرونده پزشکی تولید و امضا می شود، می تواند در زنجیره بلاک ثبت شود، که به بیماران اثبات و اطمینان می دهد که سابقه قابل تغییر نیست. این سوابق بهداشت شخصی می تواند با استفاده از یک کلید خصوصی در زنجیره بلاک رمزگذاری و ذخیره شود ، به طوری که فقط توسط افراد خاصی قابل دسترسی است و در نتیجه از حریم خصوصی آنها اطمینان حاصل می شود.

سوابق املاک و مستغلات

اگر تا به حال در دفتر ضبط محلی خود گذرانده باشید ، می دانید که روند ثبت حقوق مالکیت هم سنگین است و هم ناکارآمد. امروز ، یک سند فیزیکی باید به یک کارمند دولت در دفتر ضبط محلی تحویل شود ، جایی که آن را به صورت دستی وارد پایگاه داده مرکزی و فهرست عمومی شهرستان می کند. در صورت اختلاف در مورد دارایی ، ادعاهای مالکیت باید با شاخص عمومی سازگار شود.

این فرایند فقط پرهزینه و وقت گیر نیست – بلکه با خطاهای انسانی نیز همراه است ، جایی که هر عدم دقت باعث می شود ردیابی مالکیت املاک کارایی کمتری داشته باشد. Blockchain این توانایی را دارد که دیگر نیازی به اسکن اسناد و ردیابی پرونده های فیزیکی در یک دفتر ضبط محلی ندارد. اگر مالکیت املاک در بلاکچین ذخیره و تأیید شود ، مالکان می توانند اعتماد کنند که عمل آنها دقیق و دائمی است.

ارز های دیجیتال و دنیای کریپتوکارنسی ها

بلاکچین بستر ارزهای رمزنگاری شده مانند بیت کوین و اتریوم را تشکیل می دهد. بلاکچین با گسترش فعالیت های خود در شبکه ای از رایانه ها به بیت کوین و سایر ارزهای رمزپایه اجازه می دهد بدون نیاز به مرجع مرکزی فعالیت کنند. این نه تنها خطر را کاهش می دهد بلکه بسیاری از هزینه های پردازش و معامله را نیز از بین می برد. همچنین به کشورهای دارای ارزهای ناپایدار ارز پایدارتر با کاربردهای بیشتر و شبکه گسترده تری از افراد و موسساتی که می توانند با آنها تجارت کنند ، هم در داخل و هم در سطح بین المللی (حداقل این هدف است) می دهد.

مزایا و معایب بلاکچین

با وجود پیچیدگی های موجود ، توانایی بلاکچین به عنوان شکلی غیرمتمرکز برای ثبت سوابق تقریباً بدون محدودیت است. از حریم خصوصی بیشتر کاربر و افزایش امنیت گرفته تا هزینه پردازش پایین و خطاهای کمتر، فناوری بلاکچین ممکن است برنامه هایی فراتر از موارد ذکر شده در بالا را ببیند.

مزایای بلاکچین

• غیرمتمرکز: فناوری بلاکچین غیرمتمرکز است، به این معنی که هیچ مرجع مرکزی آن را کنترل نمی کند. این باعث می شود در برابر سانسور و هک مقاوم باشد.
• شفافیت: فناوری بلاکچین شفاف است و همه تراکنش ها برای همه در شبکه قابل مشاهده است. این باعث افزایش اعتماد و مسئولیت پذیری می شود.
• امنیت: فناوری بلاکچین امن است زیرا از رمزنگاری برای محافظت از داده ها استفاده می کند. هنگامی که یک بلوک به زنجیره اضافه می شود، نمی توان آن را بدون تأثیر بر کل زنجیره تغییر داد.
• سرعت: فناوری بلاکچین می تواند به سرعت تراکنش ها را پردازش کند زیرا نیاز به واسطه ها را از بین می برد.

معایب بلاکچین

• مقیاس پذیری: فناوری بلاکچین دارای مشکلات مقیاس پذیری است زیرا تنها می تواند تعداد محدودی از تراکنش ها را در ثانیه انجام دهد. هر چند این مشکل توسط بلاکچین های نسل سوم و جدید رفع شده است و تنها در بلاکچین های قدیمی و لایه اول شاهد این مشکل هستیم.
• مصرف انرژی: الگوریتم‌های اثبات کار (PoW) انرژی زیادی مصرف می‌کنند و در طولانی‌مدت ناپایدار می‌شوند. برای حل این موضوع ایده های متفاوتی مانند استفاده از انرژی های پاک و تجدید پذیر به وجود آمده است.
• عدم استانداردسازی: در حال حاضر هیچ مقررات استاندارد شده ای برای فناوری بلاکچین وجود ندارد که اجرای آن در مقیاس جهانی را دشوار می کند.
• پیچیدگی: فناوری بلاکچین پیچیده است و برای توسعه و نگهداری نیاز به تخصص فنی دارد.

مزایای بلاکچین

دقت در زنجیره

معاملات در شبکه بلاکچین توسط شبکه ای متشکل از هزاران یا میلیون ها رایانه تأیید می شود. این تقریباً تمام دخالت های انسان در روند تأیید را از بین می برد، در نتیجه خطای انسانی کمتری ایجاد می شود و اطلاعات دقیق تری ثبت می شود. حتی اگر یک رایانه در شبکه یک اشتباه محاسباتی مرتکب شود، خطا فقط در یک نسخه از بلاکچین رخ می دهد. برای اینکه این خطا به بقیه زنجیره بلاک سرایت کن ، باید حداقل توسط ۵۱٪ از رایانه های شبکه انجام شود – تقریباً غیرممکن است.

کاهش هزینه ها

بلاکچین نیاز به تأیید شخص ثالث و همراه آن هزینه های مربوط به آنها را برطرف می کند. به عنوان مثال صاحبان مشاغل هر زمان که پرداخت هایی را با استفاده از کارت های اعتباری قبول می کنند، هزینه کمی را متحمل می شوند، زیرا بانک ها مجبورند این معاملات را پردازش کنند. از طرف دیگر، بیت کوین اقتدار مرکزی ندارد و عملاً هیچ هزینه معامله ای ندارد.

تمرکززدایی در بلاکچین

بلاکچین هیچ یک از اطلاعات خود را در یک مکان مرکزی ذخیره نمی کند. در عوض، بلاکچین کپی شده و در شبکه ای از رایانه ها پخش می شود. هر زمان که بلاک جدیدی به زنجیره بلاک اضافه شود ، هر رایانه ای در شبکه زنجیره بلاک خود را به روز می کند تا تغییر را منعکس کند. با گسترش این اطلاعات در سراسر شبکه ، به جای ذخیره سازی آنها در یک پایگاه داده مرکزی ، دستکاری در بلاکچین دشوارتر می شود. اگر نسخه ای از بلاکچین به دست یک هکر بیفتد ، فقط یک نسخه از اطلاعات ، به جای کل شبکه ، به خطر می افتد.

معاملات کارآمد در بلاکچین

انجام معاملات انجام شده از طریق یک مرجع مرکزی ممکن است چند روز طول بکشد. به عنوان مثال اگر سعی کنید یک چک را عصر جمعه واریز کنید ، ممکن است تا صبح دوشنبه وجوهی در حساب خود مشاهده نکنید. در حالی که موسسات مالی در ساعات کاری، پنج روز در هفته فعالیت می کنند ، بلاکچین ۲۴ ساعته و هفت روز هفته کار می کند. معاملات را می توان در حدود ده دقیقه انجام داد و تنها پس از چند ساعت ایمن و تمام شده دانست. این امر به ویژه برای معاملات مرزی که معمولاً به دلیل مسائل مربوط به منطقه زمانی و این که همه طرفها باید پردازش پرداخت را تأیید کنند ، بسیار بیشتر طول می کشد.

معاملات خصوصی در بلاکچین

بسیاری از شبکه های Blockchain به عنوان پایگاه های داده عمومی فعالیت می کنند، به این معنی که هر کسی با اتصال به اینترنت می تواند لیستی از تاریخچه معاملات شبکه را مشاهده کند. اگرچه کاربران می توانند به جزئیات مربوط به معاملات دسترسی پیدا کنند ، اما نمی توانند به اطلاعات شناسایی در مورد کاربرانی که این معاملات را انجام می دهند دسترسی پیدا کنند. این یک سو برداشت متداول است که شبکه های بلاکچین مانند بیت کوین ناشناس هستند ، در حالی که در واقع فقط محرمانه هستند.

یعنی وقتی کاربر معاملات عمومی انجام می دهد، کد منحصر به فرد وی به نام کلید عمومی، به جای اطلاعات شخصی وی در بلاکچین ثبت می شود. اگرچه هویت شخص هنوز به آدرس زنجیره بلاک وی مرتبط است، اما این امر مانع از بدست آوردن اطلاعات شخصی کاربر توسط هکرها می شود اما در هنگام هک شدن بانک این اتفاق می تواند رخ دهد.

معاملات امن

پس از ثبت یک معامله، صحت آن باید توسط شبکه بلاکچین تأیید شود. هزاران یا حتی میلیون ها کامپیوتر در بلاکچین برای تایید صحیح جزئیات خرید عجله دارند. بعد از اینکه رایانه معامله را تأیید کرد، به شکل بلاک به بلاکچین اضافه می شود. هر بلاک در بلاکچین حاوی هش منحصر به فرد خود به همراه هش منحصر به فرد بلاک قبل از آن است. وقتی اطلاعات موجود در یک بلاک به هر طریقی ویرایش می شود ، کد هش آن بلاک تغییر می کند – اما کد هش موجود در بلاک پس از آن تغییر نمی کند. این اختلاف باعث می شود بدون اطلاع قبلی اطلاعات مربوط به Blockchain تغییر نکند.

شفافیت بلاکچین

حتی اگر اطلاعات شخصی در مورد بلاکچین خصوصی باقی بماند، این فناوری تقریباً همیشه منبع باز است. این بدان معناست که کاربران در شبکه بلاکچین می توانند کد را به دلخواه خود تغییر دهند ، به شرط آنکه اکثر قدرت محاسباتی شبکه را پشتیبان خود داشته باشند. نگهداری داده ها روی منبع باز بلاکچین نیز دستکاری در داده ها را بسیار دشوارتر می کند. به عنوان مثال، با وجود میلیون ها رایانه در هر زمان در شبکه بلاکچین، بعید است کسی بتواند بدون توجه به آن تغییر ایجاد کند.

معایب بلاکچین

در حالی که پیشرفت های قابل توجهی در بلاکچین وجود دار، اما پذیرش آن نیز چالش های مهمی دارد. سد راه استفاده از فناوری بلاکچین امروز فقط فنی نیست. چالش های واقعی سیاسی و نظارتی است. در بیشتر موارد ، چیزی از هزاران ساعت طراحی نرم افزار سفارشی و برنامه ریزی لازم برای ادغام بلاکچین در شبکه های تجاری فعلی لازم نیست. در اینجا برخی از چالش های موجود در راه پذیرش گسترده بلاکچین وجود دارد.

هزینه فناوری

اگرچه بلاکچین می تواند در هزینه های تراکنش کاربران صرفه جویی کند، اما این فناوری دور از دسترس نیست. به عنوان مثال سیستم “اثبات کار” که بیت کوین برای تأیید معاملات استفاده می کند ، مقادیر زیادی انرژی محاسباتی را مصرف می کند. در دنیای واقعی ، انرژی حاصل از میلیون ها رایانه در شبکه بیت کوین به آنچه دانمارک سالانه مصرف می کند نزدیک است. با فرض هزینه های برق ۰٫۰۳ ~ ۰٫۰۵ دلار برای هر کیلووات ساعت ، هزینه های استخراج به جز هزینه های سخت افزار حدود ۵۰۰۰ دلار برای هر بیت کوین است.

علی رغم هزینه های استخراج بیت کوین، کاربران برای تأیید معاملات در بلاکچین، همچنان هزینه های برق خود را بالا می برند. این به این دلیل است که وقتی ماینرها بلاک زنجیره بیت کوین را اضافه می کنند، پاداش کافی بیت کوین را می گیرند تا وقت و انرژی خود را ارزشمند کنند. با این وجود وقتی صحبت از بلاکچین هایی می شود که از ارز رمزپایه استفاده نمی کنند، برای تأیید معاملات باید به ماینرها پرداخت یا در غیر این صورت به آنها انگیزه داده شود.

ناکارآمدی سرعت

بیت کوین یک مطالعه موردی مناسب برای ناکارآمدی های احتمالی بلاکچین است. سیستم “اثبات کار” بیت کوین حدود ده دقیقه طول می کشد تا یک بلاک جدید به زنجیره بلاک اضافه کند. با این نرخ، تخمین زده می شود که شبکه بلاکچین تنها می تواند حدود هفت معامله در ثانیه (TPS) را مدیریت کند. اگرچه سایر ارزهای رمزپایه مانند Ethereum عملکرد بهتری نسبت به بیت کوین دارند و برخی پروژه ها به ۶۰۰۰۰ تراکنش در ثانیه هم رسیده اند.

فعالیت غیرقانونی

در حالی که رازداری در شبکه بلاکچین از کاربران در برابر هک محافظت می کند و حریم خصوصی را حفظ می کند، همچنین امکان تجارت و فعالیت غیرقانونی در شبکه بلاکچین را فراهم می کند. مثال ذکر شده از بلاکچین مورد استفاده برای معاملات غیرقانونی احتمالاً Silk Road است، یک بازار آنلاین “وب تاریک” که از فوریه ۲۰۱۱ تا اکتبر ۲۰۱۳ که توسط FBI تعطیل شد فعالیت می کند.

این وب سایت به کاربران اجازه می دهد بدون ردیابی در وب سایت به گشت و گذار بپردازند و خریدهای غیرقانونی در بیت کوین انجام دهند. مقررات کنونی ایالات متحده از ارائه دهندگان خدمات مالی می خواهد هنگام باز کردن حساب، اطلاعات مربوط به مشتریان خود را بدست آورند، هویت هر مشتری را تأیید کنند و در هیچ لیستی از سازمانهای تروریستی شناخته شده یا مشکوک وجود ندارد.

حساسیت به هک

ارزهای رمزپایه جدید و شبکه های بلاکچین در معرض حمله ۵۱٪ هستند. این حملات به دلیل قدرت محاسباتی مورد نیاز برای به دست آوردن کنترل اکثریت شبکه بلاکچین بسیار دشوار است ، اما جوزف بونو، محقق علوم کامپیوتر NYU گفت که این ممکن است تغییر کند. در سال ۲۰۱۷، بونو مقاله ای ارائه کرد که تخمین می زند ۵۱٪ حملات احتمالاً افزایش خواهد یافت، زیرا هکرها به جای خرید کلیه تجهیزات، به سادگی می توانند قدرت محاسباتی را اجاره کنند.

جمع بندی

در نتیجه، فناوری بلاکچین یک فناوری تغییر دهنده بازی است که پتانسیل ایجاد اختلال در صنایع مختلف را دارد. ماهیت غیرمتمرکز، شفاف و ایمن آن را به یک راه حل جذاب برای طیف وسیعی از موارد استفاده می کند. از امور مالی و مراقبت های بهداشتی گرفته تا مدیریت زنجیره تامین و مدیریت انرژی، فناوری بلاکچین راهی ایمن و کارآمد برای مدیریت و به اشتراک گذاری داده ها ارائه می دهد. با این حال، توجه به این نکته مهم است که فناوری بلاک چین هنوز در مراحل ابتدایی خود است و چالش‌های زیادی وجود دارد که باید به آنها پرداخته شود، از جمله مقیاس‌پذیری، مصرف انرژی و عدم استانداردسازی. با وجود این چالش ها، نمی توان مزایای بالقوه فناوری بلاکچین را نادیده گرفت و به احتمال زیاد در سال های آینده شاهد نوآوری و پذیرش راه حل های مبتنی بر بلاکچین خواهیم بود.