اخیرا به فناوری های پول های رمزنگاری شده (Cryptocurrency) نظیر بیت کوین (Bitcoin) و قدرت و توانایی های مربوط به آنها  و چگونگی استفاده  از فناوری بلاکچین در آنها و کاربردهای مربوط به بلاکچین در ایجاد تحول در تجارت و تائید هویت و ... درفضای مجازی، علاقه مند شدم. در این یادداشت سعی خواهم کرد تا به شکلی ساده مفاهیمی نظیر پول دیجیتال (Cryptocurrency) و فناوری بلاکچین را شرح دهم و سپس در یادداشت های ادامه به کاربردها و روش های پیاده سازی آنها خواهم پرداخت.

در بیان مفاهیم سعی خواهم کرد که به ساده ترین شکل ممکن آنها را ارائه کنم، زیرا همواره این کلام انیشتن را به خاطر دارم که :

" زمانی که بتوانی مفهومی را به ساده ترین شکل ممکن بیان کنی، به این معنی است که آن را درست درک کرده ای"

در ادامه برای بیان مثال ها و کاربردها از فناوری بلاکچین ایتریوم (Ethereum) استفاده خواهم کرد که به صورت متن باز ارائه شده است و با کمک آن مراحل ایجاد یک شبکه بلاکچین خصوصی را نیز ارائه خواهم کرد.

با توجه به اینکه فناوری بلاکچین نوپا بوده و همچنان در حال رشد و نوآوری می باشد، مستندات مربوط به آن در اینترنت اغلب ناقص و یا به صورت مبهم ارائه شده اند. در این یادداشت سعی کرده ام تا مفاهیم را به شکلی ساده و به صورت راهنمای شروع برای استفاده کننده ارائه کنم. البته اشتباده نکنید این یادداشت را به عنوان راهنمای برنامه نویسی تلقی نکنید، در این مورد مطالب زیادی را در اینترنت می توانید پیدا کنید، تنها سعی بر این است که فناوری بلاکچین، کاربردهای آن  و نحوه استفاده و موارد کاربرد و پیاده سازی آن شرح داده شوند.

بلاکچین چیست؟

هر توضیحی در مورد فناوری بلاکچین با بیان تعریف واژه پول دیجیتال آغاز می شود، زیرا بهترین راه برای آشنایی با فناوری بلاکچین و عملکرد آن، این است که با فناوری پول دیجیتال (نظیر بیت کوین) و چگونگی عملکرد آن آشنا شویم. در روند سنتی تجارت، زمانی که دوطرف بخواهند با یکدیگر معامله ای را انجام دهند، باید شخص ثالثی (نظیر بانک) بر انتقال وجه معامله و انجام درست آن نظارت داشته باشد، در صورتی که اگر از فناوری بلاکچین استفاده کنیم، آنگاه دیگر نیازی به وجود شخص ثالث در زمان انجام معامله و انتقال پول نخواهد بود، پول دیجیتال با استفاده از فناوری رمزنگاری می تواند صحت و درستی و اعتبار آن را تضمین کند.

تراکنش های بیت کوین چگونه کار می کنند

در نظر می گیریم که آلیس بخواهد یک بیت کوین را به باب منتقل کند. در زیر مراحل انجام آن نشان داده شده است:

1-       آلیس انتقال یک بلوک اطلاعات حاوی بیت کوین مورد نظر را در شبکه بیت کوین تعریف می کند. محتوای این بسته در شبکه بیت کوین باید اعتبارسنجی شده تا مشخص گردد که صحیح می باشد.

2-      این بلاک در شبکه بیت کوین که به صورت یک به یک  (Peer-to-Peer) کار می کند، منتقل می شود تا صحت و اعتبار محتوای آن کنترل شود.

3-     برای کنترل اعتبار بلاک مورد نظر، گره اقدام به حل یک مسئله ریاضی پیچیده که به صورت اتقاقی ارائه می شود، می کند. گره های موجود در شبکه با این کار در واقع بلاکی از اطلاعات حاوی بیت کوین مورد نظر را که به تازگی در شبکه وارد شده اندرا اعتبار سنجی می کنند و با به نتیجه رسیدن این عملیات در واقع به بلاکچین بیت کوین یک بلاک جدید اضافه می شود. عملیات مربوط به پردازش محتوی بلاک مورد نظر توسط گره ها را bitcoin mining می گویند.

4-      در همه گره های موجود در شبکه بیت کوین اطلاعات مربوط به همه بلاک های موجود قبلی و توالی ارتباط آنها با یکدیگر به صورت یک بانک اطلاعات ذخیره شده است که به آن دفتر ثبت بلاک ها (ledger) می گویند.  گره های حاوی این دفتر  را بلاکچین می گویند.

5-      در صورتی که مسئله ریاضی مورد نظر توسط یکی از گره های موجود در بلاکچین حل شود، بلاک مربوط به آن به بلاکچین افزوده می شود و سپس برای درج در سایر گره ها، اطلاعات مربوط به آن به سایر گره ها نیز ارسال می شود.

6-      پس از اینکه کلیه گره های موردنظر بر سر به دست آوردن جواب مسئله توسط گره ارسال کننده محتوای بلاک مورد نظر در شبکه به اتفاق نظر رسیدند، آنگاه اطلاعات آن در کلیه گره های موجود در بلاکچین ثبت و بروز رسانده می شود. این کار معمولا در حدود یک دقیقه طول می کشد.

7-      این روند ایجاد بلاک ها و اعتبارسنجی و درج آنها در زنجیره بلاک ها در واقع فناوری است که در اغلب بلاک چین ها انجام می شود. انجام این روند عملیات باعث می شود که هر کسی بتواند به صورت یگ گره در این شبکه وارد شود  و اقدام به تولید گره های مربوط به خود کند و آنها را به زنجیره موجود اضافه کند و وجود اطلاعات مربوط به بلاک های قبلی باعث می شود تا امکان حذف، تغییر و دستکاری آن و اضافه مجدد از آنها در شبکه وجود نداشته باشد.

8-     زمانی که کلیه عملیات بالا به انجام رسید، آنگاه یک بیت کوین از حساب آلیس کسر و به حساب باب اضافه می شود.

اعتبار سنجی هویت از طریق فناوری رمزنگاری

در این روش بدون اینکه هویت فرد افشا شود، با استفاده ازفناوری رمزنگاری اعتبار هویت او مورد تائیدقرار می گیرد. در زیر مراحل انجام آن را شرح می دهیم.

فرض کنید که یک کتاب را با نام مستعار جان را تالیف و منتشر کرده اید. اکنون که کتاب معروف و پرفروش شده است، نویسنده ای با نام مایک ادعا می کند که وی همان جان می باشد و قصد دارد تا از حقوق مادی و معنوی کتاب مزبور استفاده کند. اکنون سوال این است که چگونه می توانیم ثابت کنیم که مایک نویسنده واقعی کتاب نمی باشد، در حالی که قصد نداریم هویت واقعی جان را نیز افشا کنیم. 

برای انجام این کار می توانیم از فناوری رمزنگاری استفاده کنیم. یک زوج کلید رمزنگاری را تولید می کنیم  و سپس کلید عمومی را در محلی از کتاب درج می کنیم که با استفاده ازآن می توانیم هر یک از بخش های کتاب را رمزنگاری کنیم و تنها کسی که دارنده کلید خصوصی است می تواند آن را رمزگشایی کند. در حالی که مایک این کلید را در اختیار ندارد، بنابراین نمی تواند ثابت کند که همان جان نویسنده کتاب می باشد. با این روش می توانیم بدون اینکه هویت اصلی جان را آشکار کنیم، ثابت کنیم او دارنده آن (کلید خصوصی) نویسنده کتاب مورد نظر میباشد.

از مکانیزمی که دربالا شرح داده شد، گره های موجود در شبکه بیت کوین بدون اینکه از هویت واقعی خود اطلاع داشته باشند  و نیازی به آشکار سازی خود داشته باشند، می توانند هویت یکدیگر را تائید کنند. هرگره می تواند به تعداد دلخواه زوج کلیدهای عمومی و خصوصی مورد نیاز برای درج در تراکنش های خود را تولید و مورد استفاده قرار دهد. با اینکار هرگز هیچ هویتی آشکار نمی شود و کلیه هویت ها در سراسر شبکه مخفی و محرمانه باقی می مانند.

فناوری بلاکچین (بخش دوم) - بلاک چیست؟