بلاک‌چین تکنولوژی است که این روزها توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. این تکنولوژی در واقع فناوری پایگاه داده است که تقریباً در قلب همه ارزهای دیجیتال قرار دارد. به عنوان یک پایگاه داده، یک بلاک‌چین اطلاعات را به صورت الکترونیکی در فرمت دیجیتال ذخیره می‌کند. بلاک‌چین یک دفتر دیجیتالی از تراکنش‌ها است که کپی شده و در کل شبکه توزیع میشود. هر بلاک در این زنجیره شامل تعدادی تراکنش است و هر بار که تراکنش جدیدی در بلاک‌چین اتفاق می‌افتد، آن تراکنش به لجر اضافه میشود.
با وجود این که امروزه بیشترین کاربرد بلاک‌چین در حوزه ارزهای دیجیتال است؛ اما ویژگی‌های این تکنولوژی باعث شده تا طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها را ارائه دهد. بلاک‌چین‌ها اغلب توسط افراد متخصص در زمینه ریاضیات، علم رمزنگاری، مهندسی شبکه و با اصطلاحات فنی زیادی توضیح داده می‌شوند. همین موضوع درک این تکنولوژی را برای افراد تازه‌کار مشکل ساخته است. در این مقاله اصول اولیه این تکنولوژی نوین را به زبان ساده بررسی می‌کنیم. همچنین به صلاحیت‌های آن برای نگهداری سوابق و تراکنش‌های مالی می‌پردازیم.
بلاک‌چین (Blockchain) چیست؟
به صورت کلی، بلاک‌چین یک پایگاه داده یا دفتر کل توزیع شده است که بین گره یا نودهای (node) یک شبکه کامپیوتری به اشتراک گذاشته میشود. بلاک‌چین قادر به ثبت اطلاعات مربوط به تراکنش‌های بسیاری از ارزهای دیجیتال، مالکیت برخی دارایی‌های دیجیتال مانند توکن‌های غیرمثلی (NFT) یا قراردادهای هوشمند DeFi است. به عنوان یک پایگاه داده، یک بلاک‌چین اطلاعات را به صورت الکترونیکی در قالب دیجیتال ذخیره می‌کند. بلاک‌چین‌ها بیشتر به خاطر نقش حیاتی خود در سیستم‌های ارزهای دیجیتال، مانند بیت‌کوین، برای حفظ امنیت و غیرمتمرکز بودن تراکنش‌ها شناخته می‌شوند.
ساختار داده‌های یک پایگاه داده معمولاً به صورت جدول است؛ در حالی که یک بلاک‌چین، همان‌طور که از نامش (زنجیره بلاک) پیداست، داده‌های خود را به صورت بلاک‌هایی در کنار هم یکدیگر قرار می‌دهد. یکی دیگر از تفاوت‌های کلیدی بین یک پایگاه داده معمولی و یک بلاک‌چین، نحوه ساختار داده‌ها است. لازم به ذکر است که هر پایگاه داده‌ای می‌تواند برای ذخیره اطلاعات گفته شده استفاده شود؛ اما بلاک‌چین از این نظر منحصر به فرد است که این فرایند را کاملاً غیرمتمرکز انجام می‌دهد. یکی از تفاوت‌های کلیدی بین یک پایگاه داده معمولی و یک بلاک‌چین، نحوه ساختار داده‌ها است. بلاک‌چین اطلاعات را در گروه‌هایی به نام بلاک (block) جمع‌آوری می‌کند، این بلاک‌ها مجموعه‌ای از اطلاعات را در خود نگهداری می‌کنند. هر بلاک ظرفیت ذخیره‌سازی مشخصی دارد و زمانی که این ظرفیت پر شود، بلاک بسته شده و به بلاک قبلی متصل میشود. مجموعه این بلاک‌ها کنار هم زنجیره‌ای را تشکیل می‌دهد که آن را بلاک‌چین می‌نامند.
بلاک‌چین چگونه کار می‌کند؟
همان‌طور که پیش از این اشاره شد، انتخاب نام بلاک‌چین (به معنای زنجیره بلاک) تصادفی نیست. دفتر کل دیجیتال اغلب به عنوان یک «زنجیره» توصیف میشود که از تعدادی «بلاک» جداگانه از داده‌ها تشکیل شده است. همان‌طور که داده‌های جدید به طور دوره‌ای به شبکه اضافه میشود، یک «بلاک» جدید ایجاد شده و به «زنجیره» متصل میشود. هدف اصلی بلاک‌چین این است که اطلاعات را، بدون تغییر یا ویرایش، ثبت کرده و آنها را در شبکه توزیع کند. در نتیجه بلاک‌چین پایه و اساس دفاتر غیرقابل تغییر یا سوابق تراکنش‌هایی است که نمی‌توان آنها را تغییر داد، حذف کرد یا از بین برد.
بلاک‌چین اولین بار در سال ۱۹۹۱ به عنوان یک پروژه تحقیقاتی مطرح شد و اولین استفاده گسترده آن در سال ۲۰۰۹ و با ایجاد بیت‌کوین بود. این تکنولوژی به مرور توجه افراد زیادی را به خود جلب کرد و کاربردهای زیادی از جمله در ایجاد ارزهای دیجیتال مختلف، برنامه‌های کاربردی مالی غیرمتمرکز (DeFi)، توکن‌های غیرقابل تعویض (NFT) و قراردادهای هوشمند پیدا کرد.
نحوه ایجاد بلاک‌های جدید دلیل امنیت بالای بلاک‌چین است. اکثر نودها باید قبل از این که یک بلاک جدید به دفتر کل اضافه شود، باید صحت داده‌های جدید را تأیید کنند. البته در ارز دیجیتال، علاوه بر تأیید صحت داده‌های جدید، باید از اینکه تراکنش‌های جدید تقلبی نیستند و یک کوین دو بار خرج نمی‌شود اطمینان حاصل کرد. تراکنش‌ها معمولاً با استفاده از علم رمزنگاری ایمن می‌شوند و هر نود برای پردازش تراکنش نیاز به حل معاملات پیچیده ریاضی دارد. در صورت حل این مسائل، به‌عنوان پاداشی برای تلاش آنها در تأیید تغییرات داده‌های مشترک، پاداش نودها معمولاً با ارز دیجیتال بومی بلاک‌چین پرداخت میشود.
غیرمتمرکز بودن بلاک‌چین
برای درک بهتر غیرمتمرکز بودن بلاک‌چین، بهتر است این مفهوم را با ذکر یک مثال بررسی کنیم. شرکتی را تصور کنید که برای نگهداری پایگاه داده تمام اطلاعات حساب مشتری‌های خود از ۱۰۰۰۰ کامپیوتر استفاده می‌کند. این شرکت تمامی این کامپیوترها را در یک انبار نگهداری می‌کند و کنترل کامل هر یک از این کامپیوترها و تمامی اطلاعات موجود در آنها را در اختیار دارد. به نظر شما اگر برق این انبار قطع شود چه اتفاقی می‌افتد؟ اگر اتصال اینترنت کامپیوترها قطع شود چطور؟ اگر حادثه‌ای رخ دهد و کامپیوترها از بین بروند چه اتفاقی می‌افتد؟ در تمامی این شرایط فرضی، داده‌ها از بین می‌روند.
اما در یک بلاک‌چین داده‌های نگهداری شده در پایگاه داده بین چندین نود شبکه در مکان‌های مختلف توزیع میشود. در چنین شرایطی حتی اگر یک نود تصمیم بگیرد داده را تغییر دهد، باقی نودها تغییر نمی‌کند و داده یکسان می‌ماند. برای مثال اگر یکی از کاربران تراکنش‌های بیت‌کوین را دست‌کاری کند، تمام نودهای دیگر به یکدیگر ارجاع داده شده و به راحتی گره‌ای که اطلاعات اشتباه دارد را شناسایی می‌کنند. به این ترتیب، هیچ نود منفردی در شبکه توانایی تغییر اطلاعات ذخیره شده در آن را ندارد.
به همین دلیل، اطلاعات و تاریخچه (مانند تراکنش‌های یک ارز دیجیتال) برگشت ناپذیر هستند. اطلاعات موجود در یک بلاک‌چین ممکن است فهرستی از تراکنش‌ها باشد؛ اما می‌توان از این تکنولوژی برای ذخیره اطلاعات مختلفی مانند قراردادهای قانونی، هویت‌های ایالتی یا موجودی محصول یک شرکت نیز استفاده کرد.
بلاک‌چین چه کاربردهایی دارد؟
همان‌طور که گفته شد، بلاک‌چین امنیت داده‌ها را به خوبی تضمین می‌کند؛ همین موضوع باعث شده تا برای پرداخت‌های بین‌المللی و نقل و انتقالات پول مناسب باشد. به صورت کلی فناوری بلاک‌چین برای اهداف مختلفی از ارائه خدمات مالی گرفته تا مدیریت سیستم‌های رای‌گیری استفاده میشود. در ادامه کاربردهای گسترده بلاک‌چین را بررسی می‌کنیم.
۱. ارز دیجیتال
امروزه رایج‌ترین استفاده از بلاک‌چین به عنوان پایه اصلی ارزهای دیجیتال مانند بیت‌کوین یا اتریوم است. وقتی مردم ارزهای دیجیتال را خریداری می‌کنند یا از آنها برای معامله استفاده می‌کنند، تراکنش‌های آنها بر روی یک بلاک‌چین ثبت میشود. هرچه افراد بیشتری از ارز دیجیتال استفاده کنند، بلاک‌چین گسترده‌تر میشود. بسیاری معتقدند به دلیل نوسانات بالای ارزهای دیجیتال، آنها گزینه مناسبی برای خرید و فروش کالا یا خدمات نیستند. اما این موضوع در حال تغییر است؛ زیرا پی پال (PayPal)، اسکوئر (Square) و سایر مشاغل خدمات پولی خدمات دارایی دیجیتال را به طور گسترده در دسترس فروشندگان و مشتریان قرار می‌دهند.
۲. خدمات بانکداری
علاوه بر ارزهای دیجیتال، یکی از کاربردهای بلاک‌چین در پردازش تراکنش‌های ارزهای فیات مانند دلار و یورو است. استفاده از بلاک‌چین برای انتقال پول می‌تواند سریع‌تر از ارسال پول از طریق بانک یا مؤسسه‌های مالی دیگر باشد؛ زیرا تراکنش‌ها می‌توانند سریع‌تر تأیید شده و خارج از ساعات کاری عادی پردازش شوند.
۳. نقل و انتقالات دارایی
از بلاک‌چین می‌توان برای ثبت و انتقال مالکیت دارایی‌های متفاوت استفاده کرد. برای مثال هنگام خرید توکن‌های غیرمثلی (NFT) از بلاک‌چین برای نشان دادن مالکیت این دارایی‌ها استفاده میشود. با این حال، این کاربرد تنها محدود به دارایی‌های دیجیتال نیست و می‌توان برای پردازش مالکیت دارایی‌هایی مانند سند املاک و وسایل نقلیه نیز از آن استفاده کرد. با استفاده از بلاک‌چین و تأیید مالک و خریدار می‌توان فرایند فروش را تکمیل و ثبت کرد.
بلاک‌چین این پتانسیل را دارد که نیاز به اسکن اسناد و ثبت فایل‌های فیزیکی در یک دفتر ضبط را از بین ببرد. اگر مالکیت دارایی در بلاک‌چین ذخیره و تأیید شود، شخص می‌توانند به راحتی به اینکه سند آنها دقیق و به طور دائم ثبت شده اعتماد کنند. همچنین از این تکنولوژی می‌توان در مناطق جنگ‌زده یا محرومی استفاده کرد که زیرساخت‌های دولتی و دفتر ثبت ندارند.
۴. قراردادهای هوشمند
یکی دیگر از نوآوری‌های بلاک‌چین، قراردادهای خودکار هستند که معمولاً «قرارداد هوشمند» نامیده می‌شوند. قرارداد هوشمند یک کد کامپیوتری است که می‌تواند برای تسهیل، تأیید یا مذاکره در یک بلاک‌چین ساخته شود. قراردادهای هوشمند تحت مجموعه شرایطی عمل می‌کنند که کاربران با آن موافقت کنند.
کارشناسان معتقدند که قرارداد هوشمند و استفاده از فناوری بلاک‌چین و دستورالعمل‌های کدگذاری شده برای خودکار کردن قراردادهای قانونی پتانسیل رشد زیادی دارد. استفاده از این قراردادها و ثبت خودکار و قانونی عملکردها می‌تواند نیاز به تأیید شخص ثالث را به حداقل رسانده یا کاملاً حذف کند.
۵. مراقبت‌های بهداشتی
یکی دیگر از کاربردهای بلاک‌چین در نگهداری ایمن سوابق پزشکی بیماران است. هنگامی که یک پرونده پزشکی ایجاد و امضا میشود، می‌توان آن را در بلاک‌چین قرار داد. استفاده از این روش به بیماران اطمینان می‌دهد که سوابق پزشکی آنها قابل تغییر نیست. همچنین می‌توان با استفاده از یک کلید خصوصی، این سوابق را در بلاک‌چین رمزگذاری و ذخیره کرد. استفاده از کلید خصوصی باعث میشود تا این سوابق تنها توسط افراد خاصی قابل دسترسی باشد و حریم خصوصی بیمار حفظ شود.
۶. نظارت بر زنجیره تأمین
زنجیره‌های تأمین به ویژه زمانی که کالاها از یک نقطه جهان به نقطه دیگر می‌روند، شامل مقادیر انبوهی از اطلاعات هستند. با روش‌های سنتی ذخیره‌سازی داده‌ها، ردیابی منبع مشکلات، مانند کالاهای بی‌کیفیت از فروشنده، دشوار است. ذخیره این اطلاعات در بلاک‌چین، بازگشت و نظارت بر زنجیره تأمین را آسان‌تر می‌کند.
۷. رأی‌گیری
بسیاری از کارشناسان به دنبال راه‌هایی برای اعمال بلاک‌چین جهت جلوگیری از تقلب در رأی‌گیری هستند. انتظار می‌روند استفاده از این تکنولوژی در رأی‌گیری‌ها به مردم امکان ارسال رای‌هایی را بدهد که نمی‌توان آنها را دست‌کاری کرد. همچنین این فرایند نیاز به تأیید رأی‌ها و رأی‌گیری دستی را از بین می‌برد.
مزایای استفاده از بلاک‌چین
· تراکنش‌ها با دقت بیشتری انجام میشود
از آنجا که یک تراکنش بلاک‌چین باید توسط چندین نود تأیید شود، این موضوع می‌تواند خطا را کاهش دهد. اگر یک نود در پایگاه داده اشتباهی داشته باشد، بقیه آن را متفاوت می‌بینند و خطا را دریافت می‌کنند. علاوه بر این، هر دارایی به صورت جداگانه در دفتر کل بلاک‌چین شناسایی و ردیابی میشود، بنابراین امکان خرج کردن دوباره آن وجود ندارد.
· نیازی واسطه ندارد
با استفاده از بلاک‌چین، دو طرف در یک تراکنش می‌توانند بدون نیاز به واسطه، معاملات خود را تأیید و تکمیل کنند. این موضوع علاوه بر اینکه باعث صرفه‌جویی در زمان میشود، نیاز به پرداخت هزینه‌های اضافی واسطه را نیز از بین می‌رود.
· امنیت بسیار بیشتری دارد
یک شبکه غیرمتمرکز، مانند بلاک‌چین، انجام تراکنش‌های تقلبی را تقریباً غیرممکن می‌کند. برای ثبت یک تراکنش جعلی، باید تمامی نودهای شبکه هک شوند و دفتر عمومی تغییر کند. البته این موضوع کاملاً غیرممکن نیست؛ اما بسیاری از سیستم‌های بلاک‌چین ارزهای دیجیتال از روش‌های اثبات سهام (proof of stake) یا الگوریتم اثبات کار (proof of work) استفاده می‌کنند که افزودن تراکنش‌های جعلی را دشوار می‌کند.
· انتقال کارآمدتر است
از آنجایی که بلاک‌چین‌ها به صورت ۲۴ ساعته کار می‌کنند، مردم می‌توانند نقل و انتقالات مالی و دارایی کارآمدتری، به خصوص در سطح بین‌المللی، انجام دهند.
آینده بلاک‌چین چگونه خواهد بود؟
با بسیاری از کاربردهای بلاک‌چین که در حال حاضر پیاده‌سازی و بررسی شده است، این تکنولوژی به لطف بیت‌کوین و سایر ارزهای دیجیتال نامی برای خود دست و پا کرده است. ایده بلاک‌چین پلتفرمی را ایجاد کرده که می‌توان طیف وسیعی از برنامه‌ها را بر روی آن ساخت. با وجود اینکه بلاک‌چین همچنان یک فناوری جدید و رو به رشد است؛ اما بسیاری از کارشناسان پتانسیل آن برای تغییر شیوه زندگی و کار را شبیه به پروتکل‌های اینترنت عمومی توصیف کرده‌اند.
پیش‌بینی اینکه تکنولوژی بلاک‌چین تا ۱۰ یا ۱۵ سال دیگر کجا خواهد بود دشوار است؛ اما مطمئناً روش‌های تراکنش و تعامل ما با یکدیگر را در آینده به طرز چشمگیری تغییر خواهد داد. امروزه شاهد گسترش NFTها و توکن‌سازی دارایی‌ها هستیم. دهه‌های آینده دوره مهمی از رشد برای بلاک‌چین خواهد بود.
