خانه > کالج کدام بروکر > فناوری بلاک چین چیست و چه کاربردی دارد؟
آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که چگونه می‌توان اطلاعات را به شکلی کاملاً امن و غیرقابل تغییر ذخیره کرد؟ بلاک چین (Blockchain) یک فناوری است که این امکان را فراهم می‌کند.
بلاک چین چیست به زبان ساده؟ تصور کنید یک دفتر حسابداری دارید که هزاران نسخه از آن روی کامپیوترهای مختلف در سراسر جهان وجود دارد. هر تراکنش یا اطلاعات جدیدی که در این دفتر ثبت می‌شود، باید توسط اکثریت این کامپیوترها تأیید شود. پس از تأیید، این اطلاعات به‌صورت دائمی و غیرقابل تغییر در تمام نسخه‌ها ثبت می‌شود.
در این مقاله قصد داریم به‌صورت کامل به بررسی این سوال که «بلاک چین چیست» بپردازیم، مفاهیم پایه آن را به زبان ساده توضیح دهیم و با کاربردها، مزایا و چالش‌های این فناوری انقلابی آشنا شویم.
اگرچه بلاک چین با بیت کوین به شهرت رسید، اما ریشه‌های این فناوری به سال‌ها قبل باز می‌گردد. در سال 1982، دیوید چاوم، رمزنگار برجسته، اولین پروتکل شبیه به بلاک چین را در رساله دکترای خود با عنوان «سیستم‌های کامپیوتری ایجاد شده، نگهداری شده و مورد اعتماد توسط گروه‌های مشکوک متقابل» معرفی کرد. این اولین گام در مسیر توسعه مفهومی بود که امروزه آن را به‌عنوان بلاک چین می‌شناسیم.
نقطه عطف بعدی در سال 1991 رقم خورد، زمانی که استوارت هابر و اسکات استورنتا یک زنجیره بلوک‌های رمزنگاری شده را توصیف کردند. هدف آن‌ها ایجاد سیستمی بود که در آن مهرهای زمانی اسناد نتواند دستکاری شود. یک سال بعد، در 1992، این دو دانشمند با همکاری دیو بایر، درخت‌های مرکل را به طراحی خود اضافه کردند که باعث افزایش کارایی سیستم شد و امکان جمع‌آوری چندین گواهی سند در یک بلوک را فراهم کرد.
شرکت Surety، که توسط این محققان تأسیس شد، از سال 1995 تاکنون هر هفته هش‌های گواهی اسناد خود را در روزنامه نیویورک تایمز منتشر می‌کند. این اقدام نوآورانه، اولین نمونه عملی استفاده از مفهوم زنجیره بلوکی در دنیای واقعی بود.
اما انقلاب واقعی در سال 2008 رخ داد، زمانی که فرد یا گروهی با نام مستعار ساتوشی ناکاموتو، اولین بلاک چین غیرمتمرکز را معرفی کرد. ناکاموتو با استفاده از روشی مشابه Hashcash، طراحی شبکه را به شکل مهمی بهبود بخشید. او روشی برای مهر زمانی بلوک‌ها بدون نیاز به امضای یک طرف مورد اعتماد ابداع کرد و پارامتر سختی را برای تثبیت نرخ اضافه شدن بلوک‌ها به زنجیره معرفی نمود.
این طراحی در سال بعد توسط ناکاموتو به‌عنوان بخش اصلی ارز دیجیتال بیت کوین پیاده‌سازی شد و به‌عنوان دفتر کل عمومی برای ثبت تمام تراکنش‌ها در شبکه مورد استفاده قرار گرفت. از آن زمان، رشد بلاک چین بیت کوین چشمگیر بوده است. حجم فایل بلاک چین بیت کوین در آگوست 2014 به 20 گیگابایت رسید، در ژانویه 2015 به تقریباً 30 گیگابایت افزایش یافت و از ژانویه 2016 تا ژانویه 2017، از 50 به 100 گیگابایت رشد کرد. در اوایل سال 2020، اندازه این دفتر کل از 200 گیگابایت فراتر رفت.
جالب است بدانید که کلمات «block» و «chain» در مقاله اصلی ناکاموتو به‌صورت جداگانه استفاده شده بودند، اما تا سال 2016 به تدریج به‌صورت یک کلمه واحد «blockchain» محبوب شدند. طبق گزارش شرکت Accenture، با استفاده از تئوری انتشار نوآوری‌ها، بلاک چین در سال 2016 به نرخ پذیرش 13.5 درصدی در خدمات مالی رسید و به این ترتیب وارد مرحله پذیرندگان اولیه شد.
اکنون بلاک چین به فناوری‌ای تبدیل شده که نه تنها در حوزه ارزهای دیجیتال، بلکه در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. از بانکداری و زنجیره تأمین گرفته تا سیستم‌های رأی‌گیری و مدیریت هویت، همه از مزایای این فناوری انقلابی بهره می‌برند.
برای درک عمیق‌تر اینکه بلاک چین چیست، باید با نحوه کار آن آشنا شویم. فرآیند کار بلاک چین از چندین مرحله تشکیل شده که هر کدام نقش مهمی در حفظ امنیت و یکپارچگی سیستم دارند.
وقتی یک تراکنش جدید در شبکه بلاک چین آغاز می‌شود، ابتدا به یک مخزن حافظه به نام «استخر تراکنش» فرستاده می‌شود. در اینجا تراکنش‌ها منتظر می‌مانند تا توسط ماینرها (در سیستم‌های اثبات کار) یا ولیدیتورها (در سیستم‌های اثبات سهام) برداشته شوند. زمانی که یک بلوک با تراکنش‌ها پر می‌شود، بسته شده و فرآیند تأیید آغاز می‌گردد.
بلاک چین از روش‌های مختلفی برای رسیدن به اجماع در شبکه استفاده می‌کند. دو روش اصلی عبارتند از:
پس از اینکه یک بلوک تأیید شد، به زنجیره اضافه می‌شود. هر بلوک حاوی اطلاعات زیر است:
برای اینکه یک تراکنش کاملاً تأیید شود، معمولاً باید چندین بلوک بعد از آن به زنجیره اضافه شود. برای مثال، در شبکه بیت کوین، یک تراکنش پس از تأیید 6 بلوک (حدود یک ساعت) کاملاً نهایی می‌شود.
امنیت بلاک چین از چند جنبه تأمین می‌شود:
تمام تراکنش‌ها در بلاک چین قابل مشاهده و ردیابی هستند. هر کاربر می‌تواند با استفاده از کاوشگرهای بلاک چین، تاریخچه کامل تراکنش‌ها را مشاهده کند. این شفافیت به معنای عدم حریم خصوصی نیست، زیرا هویت کاربران با استفاده از آدرس‌های رمزنگاری شده محافظت می‌شود.
این مکانیزم پیچیده و چندلایه امنیتی، همراه با توزیع‌شدگی و شفافیت، بلاک چین را به یکی از امن‌ترین و قابل اعتمادترین فناوری‌های موجود تبدیل کرده است. با این حال، مانند هر فناوری دیگری، بلاک چین نیز با چالش‌هایی مواجه است که باید در طراحی و پیاده‌سازی آن مورد توجه قرار گیرند.
اگرچه وقتی درباره «بلاک چین چیست» صحبت می‌کنیم، معمولاً بلاک چین‌های عمومی مانند بیت کوین و اتریوم به ذهن می‌آیند، اما این فناوری در انواع مختلفی پیاده‌سازی می‌شود. هر نوع بلاک چین برای کاربردهای خاصی طراحی شده و ویژگی‌های منحصر به فردی دارد.
بلاک چین عمومی یا Public Blockchain، همانطور که از نامش پیداست، یک شبکه کاملاً باز است که هیچ محدودیتی برای دسترسی به آن وجود ندارد. هر کسی با داشتن اتصال به اینترنت می‌تواند به این شبکه‌ها دسترسی پیدا کند، تراکنش انجام دهد و حتی در فرآیند تأیید تراکنش‌ها مشارکت کند.
ویژگی‌های کلیدی بلاک چین‌های عمومی:
بیت کوین و اتریوم دو نمونه از بزرگترین و شناخته‌شده‌ترین بلاک چین‌های عمومی هستند.
بلاک چین خصوصی یا Private Blockchain، یک شبکه بسته است که فقط افراد و سازمان‌های مجاز می‌توانند به آن دسترسی داشته باشند. این نوع بلاک چین معمولاً توسط یک سازمان یا گروهی از سازمان‌ها کنترل می‌شود و برای کاربردهای تجاری طراحی شده است.
نکات مهم درباره بلاک چین‌های خصوصی:
البته برخی منتقدان معتقدند که بلاک چین‌های خصوصی، اصل غیرمتمرکز بودن را نقض می‌کنند و در واقع چیزی جز یک پایگاه داده پیچیده نیستند.
بلاک چین کنسرسیومی یا Consortium Blockchain، ترکیبی از ویژگی‌های بلاک چین‌های عمومی و خصوصی است. در این نوع بلاک چین، یک گروه از سازمان‌ها با همکاری یکدیگر شبکه را مدیریت می‌کنند.
مشخصات اصلی بلاک چین‌های کنسرسیومی:
نمونه‌های موفق بلاک چین کنسرسیومی شامل Quorum و Hyperledger هستند که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
بلاک چین ترکیبی یا Hybrid Blockchain، نوعی از بلاک چین است که ترکیبی از ویژگی‌های متمرکز و غیرمتمرکز را در خود دارد. این نوع بلاک چین برای سازمان‌هایی طراحی شده که می‌خواهند از مزایای هر دو نوع بلاک چین عمومی و خصوصی بهره‌مند شوند.
در بلاک چین ترکیبی:
هر نوع از بلاک چین برای کاربردهای خاصی مناسب است و انتخاب نوع مناسب به عواملی مانند نیازهای کسب و کار، الزامات امنیتی، مقیاس‌پذیری مورد نیاز و میزان شفافیت مطلوب بستگی دارد. درک صحیح از تفاوت‌های این انواع مختلف می‌تواند به سازمان‌ها در انتخاب راه‌حل مناسب کمک کند.
درک اینکه بلاک چین چیست و چگونه می‌تواند در دنیای واقعی مورد استفاده قرار گیرد، از اهمیت بالایی برخوردار است. این فناوری کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف دارد که به برخی از مهم‌ترین آن‌ها می‌پردازیم.
اولین و شناخته‌شده‌ترین کاربرد بلاک چین در حوزه ارزهای دیجیتال است. بیت کوین، به‌عنوان پیشگام این حوزه، اولین ارز دیجیتالی بود که مشکل خرج دوباره را بدون نیاز به یک مرجع مرکزی حل کرد. امروزه هزاران ارز دیجیتال مختلف وجود دارند که همگی از فناوری بلاک چین استفاده می‌کنند. این ارزها امکان انتقال سریع و امن پول در سراسر جهان را فراهم می‌کنند.
قراردادهای هوشمند، برنامه‌های کامپیوتری هستند که می‌توانند به طور خودکار و بدون نیاز به دخالت انسان اجرا شوند. این قراردادها روی بلاک چین ذخیره می‌شوند و زمانی که شرایط مشخص شده محقق شود، به طور خودکار اجرا می‌گردند. برای مثال، یک قرارداد هوشمند می‌تواند به طور خودکار پرداخت را پس از تحویل کالا انجام دهد.
بانک‌ها و موسسات مالی به طور فزاینده‌ای به سمت استفاده از بلاک چین روی آورده‌اند. این فناوری می‌تواند:
طبق گزارش موسسه UBS، استفاده از بلاک چین می‌تواند هزینه‌های عملیاتی بانک‌ها را تا 30 درصد کاهش دهد.
بلاک چین می‌تواند شفافیت و قابلیت ردیابی را در زنجیره تأمین به طور چشمگیری افزایش دهد. برای مثال، والمارت و IBM یک سیستم مبتنی بر بلاک چین برای ردیابی مواد غذایی ایجاد کرده‌اند. این سیستم به آن‌ها اجازه میدهد:
بلاک چین می‌تواند سیستم رأی‌گیری را متحول کند. با استفاده از این فناوری:
ثبت و مدیریت اسناد مالکیت یکی دیگر از کاربردهای مهم بلاک چین است. با استفاده از این فناوری:
در حوزه سلامت، بلاک چین می‌تواند:
بلاک چین در صنعت بازی نیز کاربردهای جالبی پیدا کرده است. از جمله:
با توسعه فناوری بلاک چین، کاربردهای جدیدی نیز در حال ظهور هستند. برخی از حوزه‌های امیدبخش عبارتند از:
بیشتر بخوانید: کیف پول ارز دیجیتال چیست؟
برای درک کامل اینکه بلاک چین چیست، باید با مزایا و چالش‌های این فناوری آشنا شویم. بلاک چین علیرغم مزایای قابل توجه، با محدودیت‌ها و چالش‌هایی نیز روبرو است که باید در استفاده از آن مورد توجه قرار گیرند.
افزایش دقت با حذف خطای انسانی: تأیید تراکنش‌ها در بلاک چین توسط هزاران کامپیوتر و دستگاه انجام می‌شود. این امر تقریباً تمام دخالت انسانی را از فرآیند تأیید حذف می‌کند و منجر به کاهش خطاهای انسانی می‌شود. حتی اگر یک کامپیوتر در شبکه دچار خطای محاسباتی شود، این خطا تنها در یک نسخه از بلاک چین رخ میدهد و توسط بقیه شبکه پذیرفته نمی‌شود.
کاهش هزینه‌ها: در سیستم‌های سنتی، مصرف‌کنندگان باید برای تأیید تراکنش به بانک یا برای امضای سند به دفترخانه هزینه پرداخت کنند. بلاک چین نیاز به تأیید شخص ثالث را حذف می‌کند و در نتیجه هزینه‌های مرتبط با آن را کاهش میدهد. برای مثال، صاحبان کسب و کار در هنگام پذیرش پرداخت‌های کارت اعتباری باید کارمزد پرداخت کنند، در حالی که بیت کوین هیچ مرجع مرکزی ندارد و هزینه‌های تراکنش در آن محدود است.
غیرمتمرکز بودن: بلاک چین هیچ اطلاعاتی را در یک مکان مرکزی ذخیره نمی‌کند. در عوض، بلاک چین روی شبکه‌ای از کامپیوترها کپی و توزیع می‌شود. هر زمان که یک بلوک جدید به بلاک چین اضافه می‌شود، هر کامپیوتر در شبکه بلاک چین خود را به‌روز می‌کند. این توزیع اطلاعات در شبکه، دستکاری آن را بسیار دشوار می‌کند.
تراکنش‌های کارآمد: تراکنش‌های انجام شده از طریق یک مرجع مرکزی ممکن است تا چند روز طول بکشد. موسسات مالی در ساعات کاری، معمولاً پنج روز در هفته فعالیت می‌کنند، اما بلاک چین 24 ساعت شبانه‌روز، هفت روز هفته و 365 روز سال کار می‌کند.
هزینه‌های تکنولوژی: اگرچه بلاک چین می‌تواند هزینه‌های تراکنش را کاهش دهد، اما خود این فناوری هزینه‌بر است. برای مثال، سیستم اثبات کار شبکه بیت کوین برای تأیید تراکنش‌ها به قدرت محاسباتی زیادی نیاز دارد. مصرف انرژی میلیون‌ها دستگاه در شبکه بیت کوین از مصرف سالانه کشور پاکستان بیشتر است.
محدودیت در سرعت و کارایی داده‌ها: بیت کوین نمونه خوبی از ناکارآمدی‌های بلاک چین است. سیستم اثبات کار بیت کوین حدود 10 دقیقه برای اضافه کردن یک بلوک جدید به بلاک چین زمان نیاز دارد. با این سرعت، تخمین زده می‌شود که شبکه بلاک چین تنها می‌تواند حدود 7 تراکنش در ثانیه را مدیریت کند. این در حالی است که ویزا می‌تواند 65,000 تراکنش در ثانیه پردازش کند.
مسائل مربوط به قانون‌گذاری: بسیاری از فعالان حوزه رمزارز نگران قانون‌گذاری دولتی در مورد ارزهای رمزنگاری شده هستند. چندین حوزه قضایی در حال تشدید کنترل بر انواع خاصی از رمزارزها و سایر ارزهای مجازی هستند. با این حال، هنوز هیچ مقرراتی برای محدود کردن استفاده و توسعه بلاک چین معرفی نشده است.
محدودیت‌های ذخیره‌سازی: یکی دیگر از پیامدهای مهم بلاک چین‌ها این است که به فضای ذخیره‌سازی نیاز دارند. این فضا ممکن است در ابتدا قابل توجه به نظر نرسد، اما با گذشت زمان و افزایش استفاده از بلاک چین، به فضای ذخیره‌سازی بیشتری نیاز خواهد بود، به خصوص در بلاک چین‌هایی که نودها کل زنجیره را ذخیره می‌کنند.
چالش‌های پذیرش عمومی: درک عمومی از بلاک چین و به ویژه رمزارزها همچنان خوب نیست. سقوط پلتفرم‌های رمزارزی که زمانی مورد اعتماد بودند، مانند Mt. Gox در سال 2014 یا FTX در نوامبر 2022، تداوم انواع کلاهبرداری‌های رمزارزی و شک و تردید عمومی نسبت به فناوری جدید و وعده‌های بزرگ آن، همگی به تردید مداوم عمومی نسبت به آینده غیرمتمرکز کمک می‌کنند. تا سال 2024، 44 درصد آمریکایی‌ها همچنان می‌گفتند که هرگز رمزارز نخواهند خرید.
با درک اینکه بلاک چین چیست و چه کاربردهایی دارد، می‌توانیم نگاهی به آینده این فناوری بیندازیم. پیش‌بینی‌های متخصصان و روندهای فعلی نشان میدهد که بلاک چین در سال‌های آینده تحولات چشمگیری را تجربه خواهد کرد.
طبق گزارش موسسه PWC، تا سال 2030، بلاک چین پتانسیل ایجاد ارزش تجاری سالانه بیش از 3 تریلیون دلار را دارد. این رشد در چند حوزه کلیدی متمرکز خواهد بود:
ادغام با هوش مصنوعی: ترکیب بلاک چین با هوش مصنوعی می‌تواند قابلیت‌های جدیدی را ایجاد کند. این ترکیب می‌تواند:
توسعه وب 3.0: بلاک چین یکی از ستون‌های اصلی وب 3.0 خواهد بود:
پایداری زیست محیطی: راه‌حل‌های جدید برای کاهش مصرف انرژی در حال توسعه هستند:
توسعه فناوری‌های مکمل
گسترش کاربردهای تجاری
تکامل قانون‌گذاری
مقیاس‌پذیری
امنیت و حریم خصوصی
پذیرش عمومی
متخصصان پیش‌بینی می‌کنند که در سال 2025:
بلاک چین یک فناوری انقلابی است که با معرفی مفهوم دفتر کل توزیع شده و غیرمتمرکز، راه‌های جدیدی برای ذخیره‌سازی و تبادل اطلاعات ارائه کرده است. این فناوری که ابتدا با بیت کوین شناخته شد، اکنون در صنایع مختلف از خدمات مالی گرفته تا زنجیره تأمین و سیستم‌های رأی‌گیری کاربرد پیدا کرده است.
با توجه به پیش‌بینی‌های موجود، بلاک چین در سال‌های آینده نقش مهم‌تری در اقتصاد جهانی ایفا خواهد کرد. این فناوری با ادغام با هوش مصنوعی، توسعه راه‌حل‌های پایدار و بهبود مقیاس‌پذیری، می‌تواند تغییرات زیادی در نحوه تعامل و تبادل ارزش در جامعه ایجاد کند.
منابع:
Blockchain Facts: What Is It, How It Works, and How It Can Be Used
