بلاک چین چیست | بررسی اجزا و ساختار بلاک چین

بلاک چین

اصطلاح بلاک چین برای اولین بار در سال 1991 توصیف شد. گروهی از محققین می‌خواستند ابزاری برای مهر زمانی اسناد دیجیتالی ایجاد کنند تا نتوان تاریخ آن‌ها را تغییر داد.

این تکنیک توسط ساتوشی ناکاموتو در بازار پولی و مالی اقتباس و ابداع شد. در سال 2008، ناکاموتو اولین ارز دیجیتال مبتنی بر بلاک چین به نام بیت کوین را ایجاد کرد.

بلاک چین چیست؟

بلاک چین زنجیره‌ای از بلوک‌ها است که حاوی اطلاعات خاص (پایگاه داده)، روشی امن و واقعی است که در یک شبکه (همتابه همتا) با هم گروه‌بندی می‌شوند. به عبارت دیگر، بلاک چین ترکیبی از کامپیوترهایی است که به جای سرور مرکزی به یکدیگر متصل شده اند، به این معنی که کل شبکه غیرمتمرکز است. الگوی ستاره دریایی را به خاطر بیاورید. یک گروه با اهداف مشترک…

برای ساده‌تر کردن آن، مفهوم بلاک‌چین را می‌توان با کار همزمان یک گروه روی همان Google Doc مقایسه کرد.

پایگاه داده در مقابل سیستم بلاک چین – Database vs. Blockchain System

شبکه جهانی وب از یک شبکه مشتری-سرور استفاده می‌کند. در این حالت سرور تمامی اطلاعات مورد نیاز را در یک مکان نگه می‌دارد تا به راحتی به روز رسانی‌های مورد نیاز توسط تعدادی از مدیران کنترل شود.

در مورد شبکه بلاک چین و مدیریت توزیع شده، هر یک از شرکت کنندگان در شبکه ورودی‌های جدید را نگهداری، تایید و به روز می‌کنند. هر ماینر (عضو شبکه) یک نسخه کپی از تمام اطلاعات ثبت شده را دارد و به همین خاطر است که می‌تواند هر به‌روزرسانی احتمالی را به شبکه اضافه کند.

دو ساختار داده حیاتی مورد استفاده در بلاک چین عبارتند از:

اشاره گر – متغیرهایی که اطلاعات مربوط به مکان متغیر دیگر را حفظ می‌کنند.

لیست‌های پیوندی – دنباله ای از بلوک ها که در آن هر بلوک داده های خاصی دارد و با کمک یک اشاره گر به بلوک زیر پیوند می خورد.

اساساً، نمودار توالی بلاک چین زیر فهرستی از رکوردهای متصل است.

بلاک چین می‌تواند اهداف زیر را برای سازمان ها و شرکت‌ها انجام دهد:

کاهش هزینه

تاریخچه داده‌ها

اعتبار و امنیت داده‌ها

تقسیم بندی ساختاری بلاک چین

اجزای اصلی بلاک چین:

این‌ها اجزای اصلی معماری بلاک چین هستند:

Node – کاربر یا رایانه در بلاک چین

تراکنش – کوچکترین واحد سازنده یک سیستم بلاک چین

بلوک – ساختار داده ای است که برای نگهداری مجموعه ای از تراکنش‌ها استفاده می شود که در تمام نودهای شبکه توزیع می‌شود.

زنجیره – دنباله ای از بلوک‌ها در یک ترتیب خاص

ماینرها – نودهای خاصی که فرآیند تأیید بلوک را انجام می‌دهند

اجماع – مجموعه ای از قوانین و ترتیبات برای انجام عملیات بلاک چین

نمودار زیر یک نمودار بلاک چین است که نشان می‌دهد چگونه این واقعاً در قالب یک کیف پول دیجیتال کار می‌کند.

بخش‌های هر بلاک

بیایید نگاهی دقیق‌تر به چیستی بلاک در بلاک چین داشته باشیم. هر بلوک بلاک چین شامل موارد زیر است:

    داده‌های خاص

    هش بلوک

    هش بلوک قبلی

با وجود هش هر بلاک در بلاک بعد از خود، دسترسی هکر به تمام هش‌ها غیر ممکن و احتمال هک شبکه به صفر می‌رسد.

ویژگی‌های کلیدی بلاک چین

بلاک چین مزایای زیادی برای کسب و کارها دارد. در اینجا چندین ویژگی تعبیه شده وجود دارد:

    رمزنگاری

    تغییرناپذیری

    منشأ

    عدم تمرکز

    ناشناس بودن

    شفافیت

بلاک چین و شرکت‌ها

فناوری بلاک چین می‌تواند برای دستاوردهای زیر توسط شرکت‌ها استفاده شود:

 امکان انجام معاملات بسیار سریعتر و با اعتماد

کاهش هزینه‌ها از طریق حذف واسطه‌ها

معرفی تعامل دیجیتال مدرن

فرصتی برای حفظ کنترل دقیق بر فرآیندهای تجاری و معاملات بدون یک نقطه کنترل مرکزی

حذف هک، حملات سایبری و ….

اجماع غیرمتمرکز:

اجماع غیرمتمرکز جایگزین مفهوم اجماع متمرکز است که در آن از پایگاه داده مرکزی و اختیار برای مدیریت و تأیید تراکنش‌ها استفاده می‌شود. یک مدل اجماع غیرمتمرکز اقتدار را از تصویر بیرون می‌اندازد و اعتماد را از طریق یک شبکه غیرمتمرکز از نودها ایجاد می‌کند.

نودها دائماً تراکنش‌ها را، اغلب به صورت متوالی، در «بلوک‌های» عمومی ثبت می‌کنند و «بلاک چین» را ایجاد می‌کنند. هر بلوک حاوی اطلاعات هش عمل قبلی (تراکنش) است. رمزنگاری برای احراز هویت منبع تراکنش استفاده می‌شود و نیاز به مرجع مرکزی برای اعتبارسنجی تراکنش را از بین می‌برد. نودها در مورد معتبر بودن تراکنش و اینکه بلاک ارزش افزودن به بلاک چین را دارد، به توافق (اجماع) می پردازند.

رمزنگاری و شبکه نودها با هم تضمین می‌کنند که هیچ تکراری از یک تراکنش وجود ندارد. کد منطقی اجماع لایه جداگانه ای از برنامه است، بنابراین، خود برنامه‌ها می‌توانند به صورت غیرمتمرکز ساخته شوند، که منجر به انواع نوآوری‌ها در معماری نرم افزار، خواه مربوط به امور مالی باشد یا نه.

با توسعه فناوری بلاک چین در طول سال‌ها، پیاده‌سازی‌های مختلفی از اجماع غیرمتمرکز معرفی شده‌اند. در زیر برخی از مدل‌های اجماع بلاک چین به تفصیل توضیح داده شده است.

مدل‌های اجماع اثبات کار و اثبات سهام

در قلب شبکه‌های بلاک چین نسل اول، مکانیسم «اثبات کار» قرار داشت، که کلید چشم‌انداز اصلی ساتوشی ناکاموتو و نقش بلاک چین به‌عنوان تأییدکننده صریح تراکنش‌ها است. مدل اجماع اثبات کار (PoW) مکانیزمی است که برای حفظ مشارکت در ایجاد بلوک در شبکه بلاک چین استفاده می‌شود. این به عنوان یک “وظیفه به اندازه کافی سخت” ظاهر می‌شود که به کاربران تحمیل می شود تا از ایجاد تغییرات غیرقانونی در سوابق در بلاک چین جلوگیری کند. اثبات کار از طریق قدرت هش‌های رمزنگاری که صحت آن را تضمین می‌کند، ایمن می‌شود.

مفهوم اثبات کار به طور فعال با مدل‌های اجماع بلاک چین اثبات سهام (PoS) جایگزین می‌شود که در آن تراکنش‌ها توسط کاربران شبکه بلاک چین که نقش اعتباربخش‌ها را بازی می‌کنند، ایمن می‌شوند. برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها، اعتبارسنجی‌ها باید درصد معینی از ارزش کل شبکه را در اختیار داشته باشند. این مفهوم منجر به کاهش استفاده از منابع سیستم و سخت افزار می شود. اثبات سهام ممکن است با افزایش هزینه برای اجرای حملات و در نتیجه کاهش انگیزه برای آن حملات، محافظت بیشتری در برابر حملات مخرب در شبکه ایجاد کند.

مکانیسم‌های دیگر

در حالی که اجماع PoW و PoS در اکثر شبکه‌های بلاک چین امروزی مورد استفاده قرار می‌گیرند، بسیاری از مدل‌های دیگر مکانیسم اجماع نیز وجود دارند که هدف نهایی یکسانی دارند – حفظ امنیت و عملکرد یک پلت‌فرم غیرمتمرکز و اجازه دادن به کاربران بلاک چین در یک بلوک به توافق برسند. ایجاد. در زیر تنها چند مورد از اجرای مدرن اجماع غیرمتمرکز آورده شده است:

اثبات سهام واگذار شده (DPoS). DPoS یک مدل اجماع پرسرعت است که بیشتر به خاطر اولین پیاده سازی آن در بلاک چین EOS شناخته شده است. مکانیسم اثبات سهام واگذار شده نوعی توافق است که در آن کاربران می توانند سکه های خود را برای شرکت در رای گیری برای تعدادی از نمایندگان به اشتراک بگذارند. وزن رای کاربر به سهام بستگی دارد. نمایندگانی که بیشترین میزان رای را به دست آورده اند مجاز به شرکت در ایجاد بلوک هستند و برای ایجاد این بلوک ها پاداش دریافت می کنند.

امضای چندگانه Multisig: Multisig مدلی است که در آن اکثر اعتبار سنجی ها در شبکه بلاک چین (به عنوان مثال، 7 از 10) باید در مورد معتبر بودن یک تراکنش توافق کنند.

اثبات ظرفیت POC : PoC مدلی است که در آن اجماع از طریق فرآیندی به نام رسم به دست می آید. به جای استفاده از توان محاسباتی برای ایجاد راه حل ها، آنها از قبل در حافظه های دیجیتال ذخیره می شوند. صاحب سریع ترین راه حل برای پازل می تواند بلوک جدید را ایجاد کند. کاربرانی که بیشترین ظرفیت ذخیره سازی را در بلاک چین دارند، بیشترین شانس را برای ایجاد یک بلوک جدید دارند.

تحمل خطای بیزانسی عملیPBFT : PBFT الگوریتمی است که برای حل و فصل اختلافات بین نودهای محاسباتی (شرکت کنندگان شبکه بلاک چین) طراحی شده است، زمانی که یک نود در مجموعه ای از نودها، خروجی متفاوتی از سایر نودهای مجموعه تولید می‌کند این الگوریتم به داد این حادثه می‌رسد.

به طور خلاصه بلاک چین چیست؟

بلاک چین، به طور خلاصه، یک شبکه غیرمتمرکز همتا به همتا است که بر بستر اینترنت ساخته شده است. یک دفتر کل امن، مشترک، توزیع شده و غیرمتمرکز که برای اجرا و ثبت تراکنش‌ها استفاده می‌شود.

در کل بلاک چین زیرساختی است که در آن:

بلوک‌ها، تشکیل یک مجموعه خطی، تراکنش‌ها را ثبت می‌کنند.

بلوک‌ها در بین تمام کاربران شبکه بلاک چین توزیع می‌شوند، بنابراین هر کاربر یک نسخه دارد.

هیچ یک از کاربران دارای حقوق مدیر بر روی شبکه نیستند، بنابراین شبکه بلاک چین غیرمتمرکز می‌شود.

بیت کوین با چنین سیستمی روی شبکه بلاک چین به عنوان یکی از ارزشمندترین دارایی‌های جهان فعالیت می‌کند.

پایان

در این مقاله سعی کردیم به وضوح شما را با تمام بخش‌های بلاک چین آشنا کنیم.
نباید از این غافل شد که بلاک چین صرفا برای تراکنش مالی نیست و در بحث بازی‌ها، قراردادهای هوشمند، NFT و… نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.