امروزه نادیده گرفتن مسئله فناوری به امری اجتناب ناپذیر تبدیل شده بطوریکه کتمان تاثیر تکنولوژی بر سبک زندگی امری محال است و لازمه زندگی ما در قِـبَل آموزش و تطابق با فناوریست. جای ترسی برای عدم دانستن شما در مورد فناوری‌های نوظهور مانند بلاکچین نیست و برای تطابق سبک زندگی خود با فناوری نیازی به پیشگو ندارید! ما همه چیز را در مورد بلاکچین برای شما با زبانی ساده فراهم کرده ایم.
در این مقاله می پردازیم به:
مفهوم بلاکچین
سیستم های متمرکز و غیر متمرکز
نحوه کار بلاکچین
رمزنگاری اطلاعات در بلاکچین
بلاکچین چیست؟
یکی از پدیده های نوظهور و البته انقلابی عرصه فناوری، فناوری بلاکچین است که در اذهان عوام بعضا به عنوان اینترنت آینده و اکثراً بیت کوین یاد می شود!!! که این تعریف برای بلاکچین بسیار کم لطفیست زیرا کاربرد این فناوری جذاب، محدود به این موارد نمی باشد؛ از کاربردهای آن می توان به انعقاد قراردادهای هوشمند، سیستم رای گیری، انتقال ارزشهای مادی و ….. اشاره کرد.
در واقع همانطور که از معنای لغوی بلاکچین پیداست، بلاکچین یعنی زنجیره بلوکی!! زنجیره بلوکی از داده ها بصورت غیر متمرکز بوده و در دسترس همگان (البته در بلاکچین عمومی) است. منظور از همگان هر کلاینت متصل به شبکه است که یک نسخه از تمامی اطلاعات را میتواند مشاهده کند. بلاکچین سیستمی همتا به همتاست که کار انجام یک تراکنش بصورت بی واسطه از هر نقطه به نقطه ای دیگر در شبکه امکان پذیر می کند. هدف از غیر متمرکزبودن داده ها جلوگیری از کنترل و تغییر آن است که موجب ایمن شدن این فناوری در برابرتغییرات مانند حملات هکرهاست. درادامه در مورد امنیت بلاکچین توضیح می دهیم.
غیرمتمرکز بودن بلاکچین یعنی چی ؟
پیش از ابداع بلاکچین، اطلاعات فقط قابلیت ذخیره سازی بر روی سرورهایی را داشتند که کلاینت‌ها می‌توانند به آنها دسترسی پیدا کنند، در واقع این تعریف سیستم متمرکز است؛ سیستم های متمرکز سیستم‌هایی هستند که معماری آنها بصورت سرویس سرور/کلاینت می باشد که در آن از طریق یک یا چند گره – کلاینت مستقیماً به یک سرور مرکزی متصل می شود. درحال حاضر رایج‌ترین نوع شبکه اینترنت نیز سیستم متمرکز است که در آن کلاینت درخواستی را به سرور شرکت ارسال می‌کند و پاسخ را دریافت می‌کند. بنابراین سرورها کنترل کامل بر روی اطلاعات دارند و با این تفاسیر مسئله امنیت اطلاعات کاربران نزد سرورها به موضوع بسیار مهمی تبدیل شده است.
سرورها دغدغه حفظ اطلاعات خود و کاربرانشان را در برابر حملات هکرها دارند و کاربران امنیت اطلاعات و داراییشان نزد سرورها نگران هستند. حتی اگر امنیت سرویس دهنده بالا باشد بسیاری از کاربران به این سرورها اعتماد ندارند و براحتی اطلاعات خود را در اختیار سرورها قرار نمی دهند! این موضوع یکی از چالش‌های سرورهایی است که برای ارائه خدمات و بیزینس خود به اطلاعات کاربران نیازمندند، مانند شبکه های اجتماعی، اپلیکشن‌های مالی و … . با ابداع بلاکچین این مسئله تا حد بسیار بالایی مرتفع شده است. اما بلاکچین چگونه این امنیت را ایجاد می‌کند؟
بلاکچین چگونه کارمی کند؟
بلاک چین از سه بخش اصلی تشکیل شده است: کیف پول، گره ها و ماینرها.
کیف پول: کیف پول بلاک چین یک کیف پول الکترونیکی است که کاربران می‌توانند بیت کوین، اتریوم و سایر رمزارزهای خود را ذخیره و مدیریت کنند. هر کیف پول شامل کلید عمومی و کلید خصوصی است. برای آشنایی بیشتر با کیف پول ها کلیک کنید.
گره (نود): گره‌ها که ممکن است شما آن را به عنوان نودهای شبکه هم شنیده باشید سیستم های کامپیوتری هستند که با یکدیگر در ارتباط اند وظیفه نگهداری و بروزرسانی بلاکچین را برعهده دارند.
ماینرها: ماینرها وظیفه انجام تراکنش‌ها را بر عهده دارند که در ازای انجام تراکنش به عنوان پاداش ارزهای دیجیتال دریافت می‌کنند. در گذشته به علت کاستی سختی شبکه کامپیوترهای خانگی و حتی دستگاه‌های پرتابل مانند تبلت می‌توانستند کار ماینینگ را انجام دهند اما امروزه با افزایش این سختی روش‌های دیگری برای ماینینگ مانند استفاده از دستگاه‌های asic و استخرهای ماینینگ کارآمدتر هستند. همانطور که در بالا اشاره شد هدف بلاکچین اعتماد سازی در اشتراک گذاری اطلاعات و مخصوصا تراکنش های مالی میان افراد بر بستر اینترنت است. فرض کنید می‌خواهید اطلاعتی را از طریق اینترنت به صورت ایمن به فرد دیگری انتقال دهید. برای انجام این کار نیاز هست اطلاعات تراکنش ما در قالب یک پیام به گره‌های شبکه ارسال شود. این کامپیوترها از پیش تعیین نشده‌اند و شما هم می توانید نقش یک نود شبکه را بازی کنید!
هر پیام ارسالی به گره‌ها شامل اطلاعات تراکنش (مثلا تعداد بیت کوین انتقالی، آدرس فرستنده و آدرس گیرنده) و امضای دیجیتالی شماست. صحت اطلاعات و اطمینان از اینکه مالک حقیقی درخواست تراکنش این اطلاعات را داده است بر عهده گره هاست. مثلا در نظر بگیرید که می خواهید از کیف پول الکترونیکی خود مقداری بیت کوین به شخص دیگری ارسال کنید، اکنون گره ها وظیفه دارند بررسی کنند که آیا این مقدار بیت کوین در کیف پول شما موجود است و صاحب حقیقی کیف پول هستید یا خیر؟
برای اخذ تایید صاحب کیف پول جهت تراکنش درخواستی، گره نیازمند امضای الکترونیکی (کلید عمومی) شماست. امضای الکترونیکی یا امضای دیجیتالی مانند امضای فیزیکی یا اثر انگشت حکم تایید شما را برای انجام این کار را دارد و مجوز برداشت رمز ارز یا اطلاعات از کیف شما محسوب می شود.
هر کیف پول مانند حساب بانکی شماست، همانطور که حساب بانکی شامل شماره حساب، شماره کارت است که برای دسترسی به دارایی حساب هم نیازمند رمزکارت بانکی شما می باشد، این ساز و کار هم در کیف پول‌های شبکه بلاکچین بکارگیری شده است و معادل شماره حساب بانکی شما، آدرس کیف پول و همچنین نظیر رمز کارت بانکی شما همان کلید خصوصی کیف پولتان است. پس باید در حفظ امنیت کلید خصوصیتان بسیار دقت کنید.
بر خلاف باورهای رایج، کلید عمومی آدرس کیف پول شما نیست! بلکه از طریق کلید عمومی آدرس کیف پول تولید می شود و می تواند در دسترس همه قرار گیرد. از طریق آدرس کیف پول هم نمی توان به کلید عمومی دست پیدا کرد. از کلید عمومی جهت رمز نگاری اطلاعات تراکنش و اصالت سنجی صاحب کیف پول استفاده می شود. کلید عمومی توسط الگوریتمی برگرفته از کلید خصوصی ساخته می شود. اما نگران نباشید از طریق کلید عمومی نیز نمی توان به کلید خصوصی دست یافت!کلید عمومی و خصوصی با یکدیگر سینک و مرتبط هستند. کلید عمومی بیانگر این است که پیام یا رمزارز ارسالی جهت تراکنش توسط شخصی انجام شده که کلید خصوصی متناظر با این کلید عمومی را در اختیار دارد. اگر این چنین نبود هر کس می توانست درخواست تراکنش را از کیف پولی به کیف پول دیگر به گره ها بدهد و منظور از اصالت سنجی تراکنش توسط گره ها از طریق کلید عمومی هم همین است.
درهر پیام ارسالی جهت انجام تراکنش اطلاعاتی در مورد تاریخچه تراکنش های ارسالی و دریافتی به کیف پول وجود دارد و از جمع و تفریق کردن این تراکنش‌ها، گره ها تشخیص می دهند که آیا در کیف پول شما برای ارسال ارز دیجیتال درخواستی موجود هست یا خیر. این اطلاعات را می توانید از طریق سایت blockchain.com به صورت کامل مشاهده کنید. پس از تایید موجودی کیف پول جهت انجام تراکنش و اصالت سنجی، گره ها تراکنش را به فضایی به نام استخر حافظه ارسال می‌کنند. (بحث داره جذاب میشه پس با دقت بخون!)
در استخر حافظه، تراکنش های انجام نشده قرار می گیرند. هدف از این استقرار انتخاب آنها توسط ماینرها برای انجام تراکنش است. حال سوال اینجاست ماینرها بر اساس چه معیاری تراکنش ها را انتخاب می‌کنند؟
هر تراکنش ملزم به پرداخت کارمزد از سوی کاربر متقاضی تراکنش است و ماینرها در ازای انجام هر تراکنش آن را دریافت می کنند.
اما درآمد ماینرها فقط به دریافت کارمزد از انجام تراکنش‌ها محدود نمی‌شود. ماینرها با پردازش تراکنش‌ها از شبکه رمزارز پاداش می‌گیرند و اصطلاحا استخراج می‌کنند. اینکه ماینرها چه میزان پاداش در ازای انجام تراکنش دریافت می‌کنند بستگی به نوع رمزارز و شبکه مربوط به تراکنش دارد. البته این مکانیزم در مورد رمز ارزهاییست که قابلیت ماین شدن را داشته باشند.
همانطور که بالاتر اشاره شد هر گره با اتصال به شبکه به یک نسخه از اطلاعات بلاکچین که اصطلاحا به آن دفتر کل توزیع شده می گویند دسترسی دارد و تراکنش های پردازش شده پس از تایید توسط اکثریت گره های شبکه در قالب بلاک ذخیره می‌شوند. اولین بلاک که به بلاک جنسیس یا خلقت معروف است توسط ساتوشی ناکاموتو در سال ۲۰۰۹ تشکیل شد که شامل ۵۰ بیت کوین بود. آقای ناکاموتو این بلاک را بین افراد نامعلومی توزیع کرد و با انجام این تراکنش مجددا ۵۰ بیت کوین دیگر ماین شد. هر بلاک اطلاعاتی از قبیل فرستنده، گیرنده، دیتای انتقالی رمز نگاری شده ( توسط تابع هش) و در آخر هش بلاک قبلیست. علت اینکه بلاکچین به این نام معروف شده است همین اتصال زنجیره وار دیتا های هش شده به یکدیگر است.
تابع هش تابعی است که پیام را صرف نظر از میزان حجم محتوای آن به یک رشته کد ۶۴ کاراکتری تبدیل می‌کند. این تابع یک طرفه بوده و از طریق کد هش نمی‌توان به محتویات پیام بلاک دسترسی داشت.
چرا بلاکچین اطلاعات را رمز نگاری می‌کند؟
فرض کنید یک گره در شبکه قصد تغییر اطلاعات یک بلاک را داشته باشد.(همانطور که گفتیم هر کامپیوتری متصل به شبکه میتواند نقش یک گره را بازی کند.) در این صورت با تغییر دادن اطلاعات، هش آن بلاک نیز تغییر می‌کند. از آنجایی که هر بلاک هش بلاک قبلی را دارد با تغییر اطلاعات هر بلاک هش آن نیز در بلاک بعدی تغییر می کند و این پروسه تا بلاک آخر نیز بصورت زنجیر وار ادامه پیدا می کند. این درحالیست که ماینرها بطور مستمر در حال پردازش تراکنش‌ها و تشکیل بلاک‌های جدیدتر (پس از تایید توسط نود ها) هستند. امروزه کار تغییر اطلاعات با توجه به افزایش ماینرها و سختی شبکه تقریبا امری محال است. البته این مهم به سیاست های مکانیزم کاری الگوریتم اجماع کار آن شبکه نیز وابسته است اما در کل با این روش شبکه تا حد زیادی ایمن خواهد شد.
جمع بندی:
بلاک چین شبکه ای غیر متمرکز از اطلاعات توزیع شده بین گره هاست و هر گره به نسخه ای از این اطلاعات دسترسی دارد. تراکنش ها دراین سیستم به صورت بی واسطه، مستقیم و همتا به همتا انجام می شود.
کیف پول ها، ماینرها و گره ها سه جز اصلی بلاکچین هستند.
کیف پول ها یا بلاک فضایی به منظورذخیره سازی اطلاعات، گره ها برای تایید اطلاعات، بروز رسانی و نگه داری شبکه و ماینر ها کار انجام تراکنش ها را بر عهده دارند.
گره ها تراکنش های درخواستی را در استخر حافظه ارسال و ماینرها پس از انتخاب تراکنشی در ازای انجام آن بصورت کارمزد و ارز دیجیتال از شبکه پاداش دریافت می کنند.
به لطف عملیات رمزنگاری توسط تابع هش، افزایش سختی شبکه و تایید تراکنش توسط نود ها، این فناوری از امنیت بالایی جهت حفظ اطلاعات و تراکنش ها برخوردار است.
