برخی از ایده‌ها و اختراعات بشر را می‌توان نقطه عطف تغییر مسیر زندگی انسان دانست. نوآوری‌هایی که برای همیشه در زندگی‌ها ماندگار شد و به عضوی جدا ناپذیر از ازندگی انسان‌ها تبدیل شد. اختراع چرخ، برق، هواپیما، کامپیوتر، ماهواره، تلفن همراه و… همگی به نوعی نماد تمدن بشر محسوب می‌شوند. می‌توان گفت که هر اختراع در پی یک نیاز و در جهت حل یک مشکل پدیدار گشته است. بلاک چین یا زنجیره بلوک (Blockchain) نیز به دنبال افزایش ایجاد امنیت پدیدار گردید. به بیانی ساده، بلاک‌چین یک سیستم برای ثبت و ضبط داده‌ها است تا با افزایش شفافیت امنیت را بوجود آورد. این اطمینان بدون وجود یک مدیر و یا صاحب‌اختیار مرکزی امکان‌پذیر است و نمی‌توان با تخریب یک نقطه یا حتی یک بخش از داده‌های ذخیره شده آن را تحریف یا نابود کرد. یکی از کاربردهای سیستم زنجیره بلوک، بیت کوین است.
ایده اولیه
همانطور که می‌دانید، طراح بیت کوین (نخستین رمز ارز دیجیتال) شخص یا گروهی ناشناس به نام ساتوشی ناکاموتو (Satoshi Nakamoto) است. ساتوشی نخستین پایگاه داده بلاک چین را طراحی کرد که هدف آن حل مشکل «Double Spending» به معنای خرج کردن دوباره پول در حوزه پول دیجیتال بود. به این صورت که هنگامی که یک پول دیجیتال مانند بیت کوین خرج می‌شود، خریدار امکان معامله هیچ چیز دیگری را با همان پول نداشته باشد و نتواند آن‌را حتی به زور بازپس گیرد. برای این منظور، ساتوشی به یک دفتر ثبت کل نیاز داشت که بتواند تراکنش‌ها را در آن یادداشت کرده و آن دفتر ثبت کل در اختیار عموم قرار گیرد. این کار موجب می‌شد تا همه افراد بدون نیاز به یک سرپرست بتوانند با مراجعه به آن دفتر کل از صحت معامله خود اطمینان حاصل کنند. اما مشکل آنجایی بود که این دفتر می‌باستی در میان تمامی کاربران توزیع شود تا امکان تقلب در آن به صفر برسد و به تبع آن اطمینان افراد نیز در مورد آن افزایش یابد. بلاک چین بهترین راه‌حل این مسئله بود.
تاریخچه
جرقه‌های نخست ایده بلاک‌چین در سال ۱۹۹۱ توسط استوارت هابر (Stuart Harber) و اسکات استورنتا (Scott Stornetta) توصیف شد. آن‌ها بر روی یک بلوک رمزنگاری‌شده امن توسط درخت درهم‌سازی (Hash Tree) کار کردند که اجازه می‌داد چندین سند در یک بلوک جمع‌آوری شود و هیچ‌کس نمی‌تواست برچسب زمانی آن اسناد را دستکاری کند.
یک پایگاه داده بلاک‌چینی که به‌صورت خودمختار مدیریت می‌شود و از یک شبکه همتا به همتا و یک سرور زمان‌بندی توزیع شده استفاده می‌کند. اولین زنجیره بلوک توسط ساتوشی ناکاماتو در سال ۲۰۰۸ معرفی شد و یک سال بعد به عنوان یکی از اجزای اصلی بیت کوین اجرا شد. زنجیره‌ای که به عنوان نخستین سرفصل عمومی برای همه معاملات در شبکه بیت کوین عمل می‌کرد. به این ترتیب، بیت کوین اولین رمز ارزی بود که برای حل مشکل امنیت دو طرفه بدون نیاز به یک سرپرست قابل اطمینان با استفاده از یک زنجیره بلوک متولد شد.
نحوه کار بلاک‌چین
بلاک چین یا زنجیره بلوک، یک کتابخانه دیجیتالی غیر متمرکز (Decentralized) و توزیع شده است که برای ثبت معاملات در کامپیوترهای متعددی استفاده می‌شود تا اطلاعات ثبت شده در شبکه یا زنجیره غیر قابل تحریف باشد. این امر به شرکت‌کنندگان این اجازه را می‌دهد تا بتوانند به اطلاعات ثبت شده دسترسی داشته باشند، بدون آن‌که بتوانند تغییری در آن‌ها ایجاد کنند. اصالت سنجی یا احراز هویت (Authentication) توسط همکاری جمعی (Mass Collaboration) شرکت‌کنندگان برای منافع جمعی تائید می‌شود. نتیجه این عمل یک گردش کار (Workflow) قوی است که موجب می‌شود تا عدم قطعیت همکاری شرکت‌کنندگان در مورد حفظ امنیت داده‌ها تاثیری بر روند ثبت و تائید اصالت داده‌ها نداشته باشد و عدم همکاری هر سیستم یک امر حاشیه‌ای و غیر قابل تاثیر باشد. بلاک‌چین یک شبکه برد-برد است، چرا که هرچقدر که در سراسر جهان گسترده‌تر شود، امن تر است و بیشتر مورد اعتماد همگان واقع می‌شود. برای درک بهتر، تصور کنید که یک کد در اختیار شما قرار دارد و شما آن‌را در میان میلیون‌ها نفر به اشتراک می‌گذارید. هرگونه تغییر در این کد از طرف هر یک از شرکت‌کنندگان، غیر قابل پذیرش خواهد بود، زیرا آن کد در نزد سایرین تغییری نکرده است. از این رو، هرگونه ادعا و یا اعلام تغییر کد از سوی شرکت‌کنندگان مردود خواهد شد. این یعنی یک سیستم غیر متمرکز.
در دفاتر کل توزیع شده مربوط به بیت کوین، برای مرتب کردن تراکنش‌ها و ممانعت از وجود تناقض در آن‌ها، یک مسئله ریاضی مطرح می‌شود. حل کردن این مسئله دشوار و زمان‌بر است اما پس از حل مسئله تائید درست بودن آن آسان است. به این سازوکار در بلاک چین اثبات کارکرد (Proof of Work) گفته می‌شود. در این روش، کسی می‌تواند تراکنش‌های هر مرحله را مرتب کند که جواب این سوال سخت را پیدا کرده باشد و بلوک جدیدی که قصد ایجاد آن‌را دارد با زنجیره قبلی تناقض نداشته باشد. به این صورت که تراکنش‌های هر بلوک وارد تابع هش یا درخت درهم سازی می‌شود، جایی که پاسخ آن تابع هش را همه دارند و کسی که تراکنش‌ها را مرتب می‌کند و به آن تراکنشی اضافه می‌کند، اگر حتی یک تغییر کوچک در تراکنش‌های تائید شده قبلی ایجاد کند، جواب هش تراکنش‌ها تغییر می‌کند و بدون این‌که نیاز باشد همه بدانند که کدا بخش تغییر کرده است، به سادگی با این تغییر غیر مجاز مخالفت می‌شود.
همانطور که مشخص است، داده‌های بلاک چین در یک کامپیوتر (سرور) خاص ذخیره نمی‌شود و هر سیستمی که به شبکه وصل می‌شود، یک نسخه از کل اطلاعات را دریافت می‌کند. به هر کامپیوتری که به شبکه وصل می‌شود و یک کپی از اطلاعات بلاک چین را دریافت می‌کند، نود یا گره (Node) گفته می‌شود. هنگام اتصال و به عبارتی پیوستن به این زنجیره، امکان هیچ اعمال تغییری وجود ندارد، مگر آن‌که با توافق اکثریت باشد.
مزایا و کاربردهای بلاک چین
- یکی از معروف‌ترین کاربردهای بلاک چین، بیت کوین و ارزهای دیجیتال غیر متمرکز است. با کمک این فناوری هیچ اطلاعاتی در شبکه مالی بیت کوین آسیب نمی‌بیند و هیچ کس نمی‌تواند دارایی دیجیتال خود را بیش از یک مرتبه خرج کند.
- انتخابات الکترونیکی که بر بستر بلاک چین انجام می‌شود امکان خطا در آن وجود نخواهد داشت، زیرا خطای انسانی و احتمال تقلب در آن به صفر می‌رسد.
- زنجیره بلوکی معاملات آنلاین امن را تسهیل می‌کند و علاوه‌بر هزینه تراکنش کمتر و سرعت بیشتر، امنیت معامله را نیز افزایش می‌دهد و ویژگی مشخص تکثیر بی‌نهایت از یک دارایی دیجیتال را حذف می‌کند و این ویژگی باعث می‌شود تا هر واحد ارزش تنها یک‌بار منتقل شود و مشکل دیرینه خرج کردن یک ارزش بیش از یک بار را حل می‌کند.
- استفاده از فناوری بلاک چین در زنجیره تامین و حمل و نقل کالا نیز امکان‌پذیر است. کارخانه‌جات و شرکت‌های تولید کننده می‌توانند اطلاعات کالاها در حمل و نقل و انبار گردانی را در پایگاه داده ثبت کنند و از لحظه تولید تا رسیدن کالا به دست مشتری آن‌را رصد کنند و مشتری نیز از اصالت کالا اطمینان حاصل کند. برای مثال یک کالا که دارای یک شماره سریال واحد است نمی‌تواند به دست دو نفر برسد. این یعنی کالای دوم تقلبی است و در کارخانه اصلی تولید نشده است.
- دارایی‌های غیر دیجیتال را نیز می‌توان به کمک فناوری بلاک چین اصالت سنجی و اصالت دهی کرد. به این صورت که برای هر دارایی یک توکن تعریف می‌شود و مانند یک سند، قابل استعلام گیری و انتقال به شخص دیگر می‌شود. برای مثال می‌توان تعداد مشخصی توکن را برای یک پروژه درحال ساخت یا یک ساختمان تعریف نمود تا هر کس با هر میزان بودجه و حتی از کشورهای دیگر بتوانند در توسعه و خرید سهام آن سهیم و شریک باشند.
- ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی نیز یکی دیگر از کاربردهای غیر معمول بلاک چین است. ایستگاه شارژ خودروهای برقی عمدتا در کنار خانه افراد دارنده خودروهای برقی قرار دارد. بنابر این، هنگامی که یک فرد خانه خود را به سمت محل کار ترک می‌کند، شارژر بلااستفاده می‌ماند. با استفاده از فناوری بلاک چین می‌توان یک پلتفرم بدون واسطه طراحی کرد که به صاحبان خودروهای برقی امکان کسب درآمد می‌دهد. صاحبان خودروهای برقی دستگاه‌های شارژ خود را از صبح تا بعد از ظهر به اشتراک می‌گذارند و از این طریق کسب درآمد می‌کنند. همین امر تعداد ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی در کالیفرنیا را از چند عدد به چند صد عدد رسانده است.
- قراردادهای هوشمند در بستر بلاک چین، پروتکلی برای تنظیم قراردادها هستند که بر اساس شرایط قرارداد، تمامی اقدامات پیش‌بینی شده در آن به صورت خودکار انجام می‌شود و تراکنش‌ها در این روند قابل ردیابی بوده و برگشت ناپذیر هستند. برای مثال رمز ارز چین لینک (Chainlink) یکی از معروف‌ترین و قوی‌ترین توکن‌هایی است که با هدف ایجاد ارتباط میان شبکه قراردادها و دنیای واقعی طراحی شده است.
از دیگر کاربردهای بلاک‌چین می‌توان به املاک و مستقلات، امور مسافرتی مانند گذرنامه، رزروها و غیره، اسناد رسمی و مالکیت‌ها، مدارک تحصیلی، امنیت استناد دیجیتال، احراز هویت، اینترنت اشیا، قانون‌های اساسی، پزشکی و تامین دارو، حق کپی رایت و مالکیت معنوی و حتی وصیت‌نامه و وراثت نام برد.