بلاک چین: فناوری تغییر دهنده بازی که تقریباً هر صنعتی را مختل می کند

میهمانی‌های دی‌جی «زنده» شیک Decentraland (که حتی ویروس Omicron نتوانست آنها را متوقف کند)، آثار هنری NFT 69 میلیون دلاری Beeple و هیاهوی ارزهای دیجیتالی که در سراسر جهان در جریان است، چه می‌کنند؟ پاسخ این است – بلاک چین، یک فناوری نوظهور که نوید تغییر جهان را با غیرمتمرکز کردن امور مالی – و موارد دیگر – می دهد. با این حال، سوال بزرگ این است که چگونه بلاک چین این تغییر شدید را ایجاد خواهد کرد، و آیا این فناوری واقعا ارزش توجهی را دارد که به آن جلب می‌شود؟

بلاک چین چیست؟

بلاک چین به دفاتر دیجیتال یا سوابق تراکنش هایی اطلاق می شود که برای همه کاربران در یک شبکه قابل مشاهده است و نمی توان آنها را دستکاری کرد. به آن فناوری دفتر کل توزیع شده (DLT) نیز می گویند. تنها هدف بلاک چین ذخیره و به اشتراک گذاری داده ها است. بلوک ها حاوی سوابق تراکنش های معتبری هستند که در شبکه انجام شده است.

در یک بلاک چین، یک درخواست برای تراکنش انجام می شود، سپس سیستم درخواست را احراز هویت می کند. سپس، یک “بلوک” نشان دهنده تراکنش ایجاد شده و به هر گره (یعنی شرکت کننده) در شبکه ارسال می شود. سپس گره ها برای اعتبارسنجی تراکنش با استفاده از الگوریتم های پیچیده رقابت می کنند. در صورت تایید موفقیت آمیز، بلوک به بلوک های موجود اضافه می شود و در نتیجه یک زنجیره تشکیل می شود. فرآیند رقابت برای احراز هویت و تکمیل یک بلوک به عنوان “کاوی” شناخته می شود.

به روز رسانی در سراسر شبکه منتقل می شود و تراکنش کامل می شود. تراکنش هایی که روی بلاک چین انجام می شود با استفاده از یک تکنیک رمزنگاری به نام هش ایمن می شوند.

درهم سازی از الگوریتم های پیچیده برای ایجاد رشته ای از کاراکترها (به نام هش) از هر قطعه داده استفاده می کند. هر بلوک هش خود و هش بلوک قبل از خود را ذخیره می کند. اگر کسی سعی کند یک بلوک را دستکاری کند، یا یک بلوک جعلی را تعویض کند، هش تغییر می کند و زنجیره را می شکند. در ارزهای دیجیتال، هر بار که یک هش استخراج می‌شود و یک بلوک به دفتر کل اضافه می‌شود، «ماینر» یک توکن یا بخشی از یک توکن مانند بیت‌کوین را نیز به دست می‌آورد.

تمرکززدایی از این واقعیت ناشی می شود که داده ها در بین چندین گره، در مکان های مختلف پخش می شوند. این باعث ایجاد افزونگی می شود و همچنین به این معنی است که اگر کسی سعی کند رکوردی را در یک مکان تغییر دهد، گره های دیگر تغییر نخواهند کرد.

تاریخچه بلاک چین

این مجسمه در بوداپست به مخترع بلاک چین و بیت کوین ساتوشی ناکاموتو تقدیم شده است.

بلاک چین برای اولین بار در سال 2008 معرفی شد، زمانی که برای اولین بار، مردم با بیت کوین، ارز دیجیتال محبوب ایجاد شده توسط یک مخترع ناشناس، یا گروهی از مخترعان به نام ساتوشی ناکاموتو، آشنا شدند. بنابراین، ناکاموتو نیز به عنوان مخترع بلاک چین شناخته می شود. با این حال، سفر بلاک چین را می توان به سال 1982 ردیابی کرد، زمانی که دیوید چام، برنامه نویس برکلی، فناوری Blind Signature را اختراع کرد – یک سیستم پرداخت غیرقابل ردیابی که هویت افراد را از تراکنش آنها جدا می کرد.

امروزه، این پایه و اساس فناوری بلاک چین است که امروزه می شناسید.

موفقیت مهم دیگری در سال 1992 توسط سه دانشمند جوان به نام‌های استوارت هابر، اسکات استورنتا و دیو بایر به دست آمد که درختان مرکل را در حالی که تلاش می‌کردند راهی برای احراز هویت برخی اسناد دیجیتال بیابند، در یک بلوک جمع‌آوری کنند، به دست آوردند. درخت مرکل مجموعه‌ای سلسله مراتبی از گره‌ها است که نقش اساسی در رمزگذاری و تأیید داده‌های ذخیره‌شده در زنجیره بلوکی دارند.

نمودار درخت هش باینری. نمودار درخت هش باینری.

نقش درخت مرکل و هش کردن داده ها در بلاک چین
در برنامه های بلاک چین مانند بیت کوین، بسیاری از تراکنش هایی که در یک بلوک قرار می گیرند، تحت یک الگوریتم برای تولید هش قرار می گیرند. هش کردن برای ایمنی و امنیت داده ها ضروری است زیرا زمانی که داده ها از طریق یک الگوریتم هش اجرا می شوند و یک هش خروجی می شود، خروجی نمی تواند برای بازسازی محتوای فایل اصلی استفاده شود.

بنابراین به هر فایل یک هویت منحصر به فرد داده می شود و می توان از آن هویت منحصر به فرد برای تأیید و محافظت از داده ها در برابر تکرار استفاده کرد. درخت مرکل اساساً ساختاری است که داده های هش شده در آن سازماندهی می شوند. در نمودار جریانی که در بالا ذکر شد، هش 0 ناشی از الحاق یا زنجیره انتها به انتها هش 0-0 و هش 0-1 است. یعنی هش 0 = هش (هش (0-0) + هش (0-1)) که در آن “+” نشان دهنده تابع الحاق است.

حالا، در درخت ما، اگر بخواهیم یکپارچگی بلوک L2 را تأیید کنیم، می‌توانیم به عقب برگردیم، مقادیر هش 0-0 و هش 1 را با مقدار هش شده بلوک داده L2 ترکیب کنیم و در نهایت نتیجه را با هش بالا

درخت مرکل به تأیید سریع یکپارچگی بلوک‌های داده از طریق اعمال یک رویکرد مدولار در فرآیند تأیید کمک می‌کند، زیرا یک شاخه کوچک را می‌توان به سرعت دانلود کرد و سپس بررسی‌های یکپارچگی را می‌توان در آن شاخه اجرا کرد. پس از تکمیل فرآیند، کاربر می تواند شروع به دانلود فایل ها کند.

ایده اصلی در قلب بلاک چین، نیاز به سیستمی بود که شامل اسنادی باشد که مُهر زمانی آنها قابل دستکاری نباشد. استوارت هابه

r معتقد بود، «زمان یک سازه اجتماعی مورد توافق جهانی است. بنابراین، استفاده از زمان به این معنی است که در واقع، جهان می‌تواند سند شما را به‌عنوان یک شکل خاص در یک زمان خاص تأیید کند.»

در سال 1997، آدام بک اولین الگوریتم اثبات کار موفق را معرفی کرد و سال بعد، دانشمند کامپیوتر در سال 2004، دانشمند کامپیوتر هال فینی، یک پروتکل اثبات کار قابل استفاده مجدد را بر اساس کارهای قبلی بک توسعه داد که به کاربران امکان انتقال را می داد. توکن های دیجیتال در همان زمان، رمزنگار و دانشمند کامپیوتر، نیک سابو، پروتکلی را راه‌اندازی کرد که مفهوم اثبات کار قابل استفاده مجدد را غیرمتمرکز ادغام کرد تا بیت گلد، ارز دیجیتالی که به عنوان سلف بیت کوین عمل می‌کرد، ایجاد کند.

در سال 2008، توسعه‌دهنده (یا توسعه‌دهندگان) با استفاده از نام مستعار ساتوشی ناکاموتو، کاغذ سفیدی را منتشر کرد که در آن مدل بلاک چین را آنطور که ما می‌شناسیم ارائه می‌کرد. این مقاله یک سکه الکترونیکی را به عنوان “زنجیره ای از امضاهای دیجیتال” تعریف کرد، که در آن سکه ها با “امضای دیجیتالی هش تراکنش قبلی و کلید عمومی مالک بعدی و افزودن آنها به انتهای سکه” منتقل می شوند.

انواع بلاک چین

به طور عمده چهار نوع بلاک چین وجود دارد:

1) بلاک چین های عمومی

اینها کاملاً بدون مجوز هستند و هر کسی می‌تواند وارد این بلاک چین شود. علاوه بر این، هر عضوی از حقوق برابر برای دسترسی به یک بلاک چین عمومی برخوردار است زیرا کاملاً غیرمتمرکز است. ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین، اتریوم، لایت کوین و غیره بر روی بلاک چین های عمومی اجرا می شوند.

۲) بلاک چین های خصوصی

بلاک‌چین‌های خصوصی توسط یک سازمان مدیریت و کنترل می‌شوند، بنابراین یک مرجع مرکزی این قدرت را دارد که تعیین کند چه کسی می‌تواند به گره‌ها در چنین بلاک‌چین‌هایی دسترسی داشته باشد. پروژه های محبوب بلاک چین مانند ریپل و هایپرلجر نمونه های خوبی از بلاک چین های خصوصی هستند.

3) بلاک چین های ترکیبی

اگرچه توسط یک سازمان کنترل می شود، اما توسط بلاک چین عمومی نظارت می شود، که اعتبار سنجی تراکنش های خاصی را انجام می دهد. ترکیب دسترسی خصوصی و مبتنی بر مجوز در این بلاک چین ها به سازمان مرکزی اجازه می دهد تا دسترسی به داده های خاص را کنترل کند. IBM Food Trust که برای بهبود کارایی در کل زنجیره تامین مواد غذایی ایجاد شده است، بر روی یک سیستم مبتنی بر بلاک چین ترکیبی اجرا می شود.

4) بلاک چین های کنسرسیومی

بلاک چین های کنسرسیومی توسط گروهی از سازمان ها اداره می شوند و به مجوزهای دسترسی برای گره ها نیاز دارند. چنین بلاک‌چین‌هایی دارای درجه غیرمتمرکز بیشتری هستند، اما راه‌اندازی و نگهداری آن‌ها پیچیده است، و به چندین سازمان نیاز دارند تا به طور هماهنگ کار کنند.

کاربردهای بلاک چین

ارزهای دیجیتال و NFT تنها فناوری‌هایی نیستند که روی بلاک چین اجرا می‌شوند. سیستم دفتر کل توزیع شده دارای پتانسیل گسترده ای برای کاربردها در بخش های مختلف مانند:

مراقبت های بهداشتی

سیستم سنتی نگهداری تاریخچه پزشکی بیماران اغلب به صورت دستی انجام می شود، که جداسازی اطلاعات بیمار از اطلاعات شخصی را دشوار می کند. بلاک چین این پتانسیل را دارد که انقلابی در نحوه مدیریت پرونده سلامت بیمار و نحوه دسترسی و اشتراک گذاری اطلاعات بین ذینفعان ایجاد کند. بلاک چین می تواند امکان به اشتراک گذاری سوابق بیمار را بدون به خطر انداختن محرمانه بودن بیمار فراهم کند.

تحقیقات نشان می‌دهد که ادغام حسگرهای پوشیدنی شخصی یا دستگاه‌های IoT پزشکی می‌تواند به متخصصان مراقبت‌های بهداشتی کمک کند تا به تجزیه و تحلیل مراقبت‌های بهداشتی بلادرنگ دسترسی پیدا کنند. این می‌تواند به بیماران امکان تشخیص و درمان را از مکان‌های دور بدهد و دانشمندان به داده‌های موجود در پرونده‌های بیمار ناشناس برای تحقیق دسترسی داشته باشند. با ذخیره چنین داده های تجزیه و تحلیل مراقبت های بهداشتی در یک بلاک چین، بیماران می توانند این اطمینان را دریافت کنند که حریم خصوصی آنها به خطر نمی افتد.

بنابراین، یک سیستم غیرمتمرکز ذخیره سازی تحلیلی مراقبت های بهداشتی بیمار که توسط بلاک چین تامین می شود، به شدت برای بیماران مفید خواهد بود و اطلاعات حیاتی را با کلیک یک دکمه در دسترس پزشکان قرار می دهد.

مشکل دیگری که فناوری بلاک چین می تواند حل کند، نگهداری پایگاه داده پزشکی است. پیش از این، حسابرسی اطلاعات حسابداری مراقبت‌های بهداشتی فرآیندی پرهزینه و زمان‌بر بود، زیرا مدیران داده‌ها باید داده‌ها را از بخش‌های مختلف یک سازمان به صورت دستی منبع می‌گرفتند. علاوه بر این، از آنجایی که جمع‌آوری و مرتب‌سازی به صورت دستی انجام می‌شد، حاشیه خطا در ثبت، نگهداری یا پرداخت اطلاعات قابل توجه بود.

با این حال، اکنون با کمک بلاک چین، پایگاه های داده پزشکی را می توان با یکپارچگی از ساده ترین واحدهای تراکنش ایجاد کرد و اطلاعات را می توان مرتب کرد و برای ممیزی در زمان واقعی آماده کرد. گزارش فوربس نشان می دهد که استفاده فوری از بلاک چین در بخش مراقبت های بهداشتی می تواند تا سال 2025 در هزینه های سالانه 100 میلیارد دلار صرفه جویی کند.

بانکداری

فناوری بلاک چین می‌تواند راه‌حل‌های مؤثری را به بانک‌ها و مؤسسات مالی غیربانکی (NBFC) برای بهبود سیستم‌های اطلاعات اعتباری و تسویه پرداخت ارائه دهد. همچنین می تواند امنیت تراکنش های بانکی آنلاین را افزایش دهد. با بلاک چین، بانک‌ها می‌توانند پروتکل‌های پرداخت خود را با قراردادهای هوشمند ترکیب کنند و این به آنها اجازه می‌دهد تا داده‌های متعددی را ایجاد کنند.

r معتقد بود، «زمان یک سازه اجتماعی مورد توافق جهانی است. بنابراین، استفاده از زمان به این معنی است که در واقع، جهان می‌تواند سند شما را به‌عنوان یک شکل خاص در یک زمان خاص تأیید کند.»

در سال 1997، آدام بک اولین الگوریتم اثبات کار موفق را معرفی کرد و سال بعد، دانشمند کامپیوتر در سال 2004، دانشمند کامپیوتر هال فینی، یک پروتکل اثبات کار قابل استفاده مجدد را بر اساس کارهای قبلی بک توسعه داد که به کاربران امکان انتقال را می داد. توکن های دیجیتال در همان زمان، رمزنگار و دانشمند کامپیوتر، نیک سابو، پروتکلی را راه‌اندازی کرد که مفهوم اثبات کار قابل استفاده مجدد را غیرمتمرکز ادغام کرد تا بیت گلد، ارز دیجیتالی که به عنوان سلف بیت کوین عمل می‌کرد، ایجاد کند.

در سال 2008، توسعه‌دهنده (یا توسعه‌دهندگان) با استفاده از نام مستعار ساتوشی ناکاموتو، کاغذ سفیدی را منتشر کرد که در آن مدل بلاک چین را آنطور که ما می‌شناسیم ارائه می‌کرد. این مقاله یک سکه الکترونیکی را به عنوان “زنجیره ای از امضاهای دیجیتال” تعریف کرد، که در آن سکه ها با “امضای دیجیتالی هش تراکنش قبلی و کلید عمومی مالک بعدی و افزودن آنها به انتهای سکه” منتقل می شوند.