زنجیره بلوکی (Blockchain) چیست؟

مفهوم فناوری زنجیره بلوکی (Blockchain) یا بلاک چِین، نه تنها برای ایجاد یک انقلاب در صنعت پول و حوزه سلامت معرفی نشده، بلکه بسیاری از ابعاد حوزه تجارت، حکومت رانی و حتی کارهای شخصی افراد را تحت تاثیر خود قرار داده است. مشکل این جاست که در مورد آن سوء تفاهم هایی مطرح شده است که ما را بر آن می دارد که چند قدم به عقب برگردیم و از پایه، مفهوم و نحوه عملکرد زنجیره بلوکی را به ساده ترین شکل ممکن توضیح دهیم که امیدواریم هر خواننده ای حتی اگر پیش زمینه ای در رابطه با این فناوری نداشته باشد، بتواند آن را بفهمد.

پس بیایید با این سوال شروع کنیم:

زنجیره بلوکی دقیقاً چیست؟

در ترجمه خیلی پیش پا افتاده، زنجیره بلوکی را فایلی کامپیوتری تعریف می کنند که قابلیت ذخیره داده و اطلاعات را دارد. مثل همه فایل های کامپیوتری (مثل همین نوشته ای که شما الان در حال مطالعه آن هستید)، زنجیره بلوکی بر روی یک ابزار ذخیره دیجیتال مانند یک هارد دیسک کامپیوتر وجود دارد. زنجیره بلوکی زنجیره ای از بیت های دودوئی (Binary Bits) را تشکیل می دهد: به صورت صفر و یک، که می تواند توسط کامپیوترها پردازش شده و برای انسان ها قابل خواندن شوند.

زنجیره های بلوکی دارای سه ویژگی هستند که هر یک از آن ها در نوع خود منحصر به فرد و یکتا هستند. اما زمانی که این سه ویژگی با هم ترکیب می شوند، می توانند خیلی متفاوت تر از دیگر فایل های کامپیوتری عمل کنند.

اولین ویژگی آن ها، این است که آن ها توزیع شده (Distributed) اند. این فایلی که شما در هر مطالعه آن هستید، در تئوری، در یک کامپیوتر ذخیره شده است و می تواند در سراسر اینترنت برای کسانی که بخواهند آن را استفاده کنند (این فایل را بخوانند) قابل دسترسی باشد. اما یک زنجیره های بلوکی، در کامپیوترهای مختلف تکثیر شده اند (Duplicated). به عبارت دیگر بلاک چِین ساختاری غیرمتمرکز (Decentralized)‌ دارد.

این بدان معناست که هیچ کس، شرکت، سازمان و یا حکومتی نمی تواند بر روی محتوای فایل های زنجیره بلوکی کنترل داشته باشد. زمانی که محل ذخیره یک فایل کامپیوتری تحت کنترل قرار می گیرد، دقیقاً مثل زمانی که شما در حال مطالعه این متن هستید، فایل به راحتی می تواند مطابق ذائقه افراد دست کاری شود. اما این موضوع در زنجیره های بلوکی صادق نیست.

اصلاح و ویرایش یک زنجیره بلوکی زمانی میسر است که یک تفاهم نامه بین کلیه کامپیوترهایی که به صورت جداگانه فایل را در شبکه بین خود ذخیره کرده اند، امضا شود. این در حالی است که آن نسخه زنجیره بلوکی باید در بین همه این کامپیوترها یکسان باشد. چنین ویژگی ای این امکان را فراهم می کند که دومین ویژگی نوآورانه مبنایی زنجیره های بلوکی یعنی رمزنگاری (Cryptography) معرفی شود.

رمزنگاری (Cryptography)

در دوران یونان باستان به آن «نوشته مخفی (Secret Writing)» می گفتند. به طور مبنایی، رمزنگاری به معنی کُدگذاری داده هایی است که همراه هم یک زنجیره بلوکی را ساخته اند. اگر نیاز باشد داده ای تغییر کند، یا حتی در مواقعی نیاز باشد داده خوانده شود (که البته بستگی به نوع زنجیره بلوکی نیز دارد!)، کاربر باید مالک کلیدهای امنیتی شخصی مربوط به آن بلوک از زنجیره باشد (می توانید جزئیات این بحث را در بخش ساختار زنجیره بلوکی در ادامه همین متن بخوانید!). زمانی که شما به حافظه کامیپوتر خود که همین الان هم در حال استفاده از آن هستید، دسترسی داشته باشید، به راحتی می توانید فایل های موجود در آن را ویرایش کنید. اما اگر این فایل ها در یک زنجیره بلوکی ذخیره شوند، شما نیازمند وارد کردن کُدهایی هستید تا بتوانید به نوعی به فناوری اثبات کنید که اجازه تغییر فایل را دارید. اگر کُدهای وارد شده صحیح نباشند، ویرایش هایی که انجام دادید هیچ گاه بر روی فایل های مشابه در کامپیوتر های مختلف (که تعداد آن ها بی شمار است!) اعمال نمی گردد.

سومین نوآوری مبنایی زنجیره های بلوکی، باز بودن (Openness) آن هاست. وسعت زنجیره های بلوکی، تقریباً به اندازه همه دنیا (Public) است. این یعنی زنجیره های بلوکی می توانند برای همه افراد قابل دسترسی باشند که در این مورد، می تواند زنجیره بلوکی بیت کوین (Bitcoin Blockchain) را مثال زد. معنای دیگر آن، این است که زنجیره بلوکی می تواند توسط هرکسی که اجازه خواندن آن را داشته باشد، خوانده شود که در این مورد می توان به سازمان ها و یا مراکز تجاری ای اشاره کرد که از زنجیره بلوکی در سامانه داخلی خود بهره می برند. این بدان معناست که هرکس در شبکه می تواند تغییرات فایل ها را دنبال کند و یا می تواند به تمامی داده هایی که محتوای آن ها رمزنگاری نشده است دسترسی داشته باشد، حتی اگر اجازه ویرایش کردن آن ها را نداشته باشد.

اگر تمامی این ویژگی ها را کنار هم بگذاریم، متوجه می شویم که زنجیره بلوکی مسأله «هزینه-کرد دو برابر (Double Spend)» را که به صورت ذاتی در داده های دیجیتال وجود دارد، برای اولین بار حل کرده است. به دلیل آن که خیلی بعید به نظر می رسید که یک فایل کامپیوتری که به تعداد بی شماری کپی و به اشتراک گذاشته شده، بتواند به عنوان یک فروشگاه با ارزش (مثل طلا، پول نقد، یا یک اثر هنری با ارزش) از آن استفاده شود. در فناوری زنجیره بلوکی، این قضیه متفاوت است. به همین دلیل است که آن را پدیدآورنده «اینترنت ارزش (Internet of Value)» توصیف می کنند.

ساختار زنجیره بلوکی چگونه شکل می گیرد؟

می توانیم در خود کلمه «زنجیره بلوکی» به دنبال یافتن پاسخ این سوال باشیم. یک زنجیره بلوکی، فایلی کامپیوتری است که شامل بلوک هایی از داده می باشد که به صورت زنجیره ای به هم متصل شده اند. هر «بلوک»، که البته می تواند بسته به نوع زنجیره بلوکی به هر اندازه ای باشد، شامل اتصالی به بلوک قبلی است که باعث شکل گیری زنجیره می شود.

زنجیره بلوکی هم چنین، مجهز به یک ردپای زمانی (Timestamp) است که می تواند زمان ایجاد و یا ویرایش یک بلوک را ثبت کند. در کل، این ردپای زمانی دارای داده های مربوط به خود است که زنجیره بلوکی از آن ها برای ثبت وقایع استفاده می کند. این ردپای زمانی، می تواند به عنوان «ارزش (Value)» بلوک مطرح شود. به عنوان مثال، در بحث ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین و یا در بحث تبادل داده ها مانند تبادل کالا و یا خدمات بین افراد و یا در بحث حقوق مالکیتی (Ownership Rights)، این ویژگی زنجیره بلوکی می تواند مورد استفاده قرار گیرد و می توان فهمید یک زنجیره، چه زمانی در مالکیت چه کسی بوده است.

کاربرد زنجیره بلوکی چیست؟

اولین زنجیره بلوکی توسط شخصی که در دنیای اینترنت به نام ساتوشی ناکاموتو (Satoshi Nakamoto) شناخته می شود، ایجاد شد که البته هویت این فرد تا به امروز مخفی مانده است. ناکاموتو بنیان گذار ارز دیجیتال (Cryptocurrency) بیت کوین در سال ۲۰۰۹ بود. وی با انتشار مقاله ای پژوهشی در آن سال به تشریح فناوری زنجیره بلوکی و بیت کوین پرداخت و پس از آن در جهان شناخته شد.

یک ارز دیجیتال، اساساً نوعی ارز است که به جای کنترل و تولید توسط بانک مرکزی، از یک مدل ریاضی رمزنگاری شده زنجیره بلوکی استفاده می کند که همان گونه که در بالا توضیح داده شد، ویژگی زنجیره بلوکی منجر به تعقیب تبادلات ارزش و مالکیت (Exchange of Value and Ownership) می شود. از آن زمان، هزاران ارز دیجیتال بر مبنای همین ویژگی زنجیره های بلوکی، در دنیا ظهور کرده اند.

با گذشت زمان، به سرعت مشخص شد که فناوری زنجیره بلوکی می تواند حتی از ارز دیجیتال هم فراتر رود و حتی به شدت می تواند کاربرد های دیگر داشته باشد. این فناوری حتی می تواند در بسیاری از صنایع مختلف ورود کند و بسیاری از ابعاد زندگی بشر در تجارت و در جاهای دیگر را تحت تأثیر خود قرار دهد.

در واقع، زنجیره بلوکی می تواند برای هر چیزی که نیازمند ثبت رکوردهای تبادل و تراکنش در محیط امن باشد، مورد استفاده قرار گیرد. از میان پتانسیل های دیگر این فناوری، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • ذخیره رکورد (تاریخچه) امور دولتی مانند ثبت اسناد ازدواج، ثبت نام های تجاری، رکوردهای مربوط به حوزه سلامت و غیره. دولت کشورهایی نظیر کره جنوبی، استونی، و دبی در حال بهره برداری از این ویژگی زنجیره های بلوکی هستند.
  • دنبال کردن مسیر کالاها در یک زنجیره تأمین (Supply Chain) از سازنده تا توزیع کننده و در نهایت خریدار، از مواد غذایی گرفته تا جواهراتی نظیر الماس. شرکت هایی نظیر Walmart و De Beers از زنجیره های بلوکی جهت حصول اطمینان از منابع محصولات در زنجیره تأمین خود استفاده می کنند.
  • تأیید و دنبال کردن مالکیت حقوقی اموال مربوط به دانشمندان، هنرمندان و … از ثبت و پیگیری حق امتیاز موسیقی دان ها گرفته تا حقوق مربوط به عکس ها و تصاویر که شرکت Kodak در حال حاضر، در حال توسعه این بخش است.
  • کاربردهای دیگر مانند عقد قراردادهای هوشمند (Smart Contracts)، پیگیری رکوردهای مربوط به بیماران، سامانه امضاء الکترونیکی و تشخیص هویت دیجیتالی، سامانه های مربوط به ثبت اختراع، توزیع انرژی های تولید شده در محل (مثل انرژی الکتریسیته خورشیدی مازاد تولید شده توسط پانل های خورشیدی نصب شده بر بام خانه های شهروندان)، شفافیت بیشتر در عملکرد مراکز خیریه، نقل و انتقالات ملکی و موارد دیگر.

خطرات زنجیره های بلوکی چیست؟

همانند تمامی فناوری های جدید، از اتوماسیون (Automation) گرفته تا هوش مصنوعی، زنجیره های بلوکی مشکلات و موانع منحصر به فرد خود را نیز دارند.

شاید واضح ترین مشکل آن ها، آن است که برای اجرا نیاز به حجم بسیار زیاد انرژی فرآوری شده دارند. به دلیل آن که رمزنگاری های بسیار پیچیده باید توسط کامپیوترها حل شوند تا بتوانند داده تولید کنند.

به عنوان مثال، گزارش شده است که در سال گذشته، مصرف برق شبکه ای که برای پیگیرد و تأیید تراکنش های بیت کوین مورد استفاده قرار گرفته، چیزی در حدود ۳۰ تراوات بوده است. جهت مقایسه، کل کشور ایرلند در این مدت زمان، تنها ۲۴ تراوات مصرف برق داشته است! کاملاً مشخص است که این مقدار پول، هزینه زیادی را به محیط زیست تحمیل می کند. اگر چه طرفداران زنجیره بلوکی می گویند که این مصرف برق می تواند از انرژی های پاک و تجدید پذیر تأمین شود. دقیقاً به همین دلیل است که کشورهایی نظیر ایسلند که دارای بزرگترین منابع زمین گرمایی هستند، به عنوان هاب های تولید بیت کوین (Bitcoin Mining) مورد استفاده قرار می گیرند.

مشکل دیگر زنجیره های بلوکی، استفاده از آن ها به عنوان یک معجزه در حل بسیاری از مسائل تجاری با توجه به پتانسیل آن ها است. اما باید توجه کرد که اگر چه زنجیره بلوکی قابلیت بسیار بالایی در حل مسائل مختلف دارد، اما استفاده از آن ها همیشه به عنوان بهترین راه حل مجاز نیست!

زنجیره های بلوکی می توانند پیچیده، از لحاظ محاسباتی متمرکز (Computationally Intensive)، و برای اجرا بسیار گران باشند. از همه مهم تر، بسیاری از ابعاد کاربردی آن ها توسط مراجع قانونی مجوزهای لازم را نگرفته است. هم چنین، استانداردهایی که به عنوان پروتکل های مختلف زنجیره بلوکی تعریف می شوند، در حال رقابت با یکدیگر هستند (نظیر رقابت بیت کوین و اتریوم)