بلاکچین چیست؟ همه چیز درباره شبکه Blockchain

خلاصه مطلب
بلاک چین (Blockchain) یک فناوری برای ثبت و انتقال اطلاعات بهصورت توزیعشده است که با استفاده از رمزنگاری، شبکههای همتابههمتا و سازوکارهای اجماع، امکان ثبت سوابق بدون اتکا به یک نهاد مرکزی را فراهم میکند. بیت کوین نخستین کاربرد گسترده این فناوری بود، اما امروزه بلاکچینها در حوزههایی مانند قراردادهای هوشمند، امور مالی غیرمتمرکز، توکنسازی داراییها، استیبلکوینها، بازیهای دیجیتال و زیرساختهای پرداخت نیز استفاده میشوند. البته بلاکچین یک فناوری بدون محدودیت نیست و مسائلی مانند مقیاسپذیری، هزینه، مصرف انرژی در برخی شبکهها، حریم خصوصی و قانونگذاری همچنان از چالشهای آن به شمار میروند.
مقدمه
ممکن است بیت کوین بدون بانک فعالیت کند، اما چیزی که امکان ثبت و انتقال ارزش در چنین شبکهای را فراهم میکند، فقط یک ارز دیجیتال نیست؛ بلکه فناوری بلاک چین در پشت آن قرار دارد. از زمان راهاندازی بیت کوین در سال ۲۰۰۹، بلاکچین از یک زیرساخت برای ثبت تراکنشهای یک ارز دیجیتال به فناوری گستردهای تبدیل شده که امروز در قراردادهای هوشمند، امور مالی غیرمتمرکز، استیبلکوینها و توکنسازی داراییها نیز کاربرد دارد. به همین دلیل، دانستن اینکه بلاک چین چیست اهمیت بسیار زیادی دارد.
بلاک چین در سادهترین تعریف، روشی برای ثبت و اشتراکگذاری دادهها میان مجموعهای از کامپیوترهای یک شبکه است؛ بهگونهای که اعتبار اطلاعات بر اساس قواعد از پیش تعیینشده و سازوکار اجماع شبکه و نه صرفاً اعتماد به یک نهاد مرکزی مشخص شود. البته همه بلاکچینها یکسان نیستند؛ برخی عمومی و بدون نیاز به مجوز هستند و برخی دیگر برای استفاده سازمانی با دسترسی محدود طراحی شدهاند. در این مقاله از مجله نوبیتکس، از مفهوم بلاک چین و اجزای آن گرفته تا نحوه کار، انواع، کاربردها، مزایا، محدودیتها و آینده این فناوری را به زبان ساده بررسی میکنیم تا تصویر دقیقتری از زیرساخت بخش بزرگی از اقتصاد دیجیتال داشته باشیم.
بلاک چین (Blockchain) چیست؟

بلاک چین را میتوان یک دفتر ثبت دیجیتال و مشترک دانست که اطلاعات در آن ثبت میشود و به جای اینکه یک بانک، شرکت یا سازمان بهتنهایی آن را نگهداری و کنترل کند، نسخهای از اطلاعات میان تعداد زیادی از کامپیوترهای شبکه توزیع میشود. این ساختار باعث میشود ثبت اطلاعات به یک مرجع واحد وابسته نباشد و اعضای شبکه بتوانند درباره معتبر بودن دادههای جدید بر اساس قوانین مشخص به توافق برسند.
برای مثال، وقتی در شبکه بیت کوین مقداری بیت کوین را برای فرد دیگری ارسال میکنید، این تراکنش ابتدا به شبکه اعلام میشود. نودهای شبکه بررسی میکنند که تراکنش معتبر باشد؛ برای مثال، فرستنده واقعاً مالک بیت کوین موردنظر باشد و آن را قبلاً خرج نکرده باشد. سپس تراکنش در کنار تراکنشهای دیگر در یک بلاک (Block) قرار میگیرد و پس از تأیید طبق سازوکار شبکه، به سوابق قبلی اضافه میشود. بلاکهای جدید نیز به شکلی رمزنگاریشده به بلاکهای قبلی مرتبط میشوند و به همین دلیل، تغییر دادن اطلاعات ثبتشده در گذشته کار بسیار دشواری است.
بنابراین، بلاک چین در اصل روشی برای ثبت و نگهداری قابل اعتماد اطلاعات بدون نیاز به یک کنترلکننده مرکزی است. بیت کوین یکی از نخستین و شناختهشدهترین کاربردهای این فناوری محسوب میشود، اما کاربرد بلاکچین صرفا به انتقال ارز دیجیتال محدود نیست. شبکههای مختلف بلاکچینی امروزه برای اجرای قراردادهای هوشمند، ساخت برنامههای غیرمتمرکز، ایجاد و انتقال داراییهای دیجیتال، توکنسازی داراییها و ارائه خدمات مالی غیرمتمرکز نیز مورد استفاده قرار میگیرند.
البته همه بلاکچینها دقیقاً یکسان نیستند. برخی مانند بیت کوین عمومی و بدون نیاز به مجوز هستند و هر فردی میتواند به شبکه متصل شود، در حالی که برخی بلاکچینها بهصورت خصوصی یا با دسترسی محدود طراحی شدهاند. همچنین روش تأیید تراکنشها، نحوه ایجاد بلاکهای جدید و میزان تمرکززدایی در شبکههای مختلف میتواند با یکدیگر تفاوت داشته باشد.
بلاکچین به زبان ساده
برای درک سادهتر بلاکچین، تصور کنید چند نفر میخواهند یک دفتر حساب مشترک داشته باشند؛ دفتری که در آن تمام پرداختها و دریافتهایشان ثبت میشود. در یک سیستم سنتی، معمولاً یک نفر یا یک سازمان مسئول نگهداری این دفتر است و دیگران باید به او اعتماد کنند. برای مثال، در سیستم بانکی، بانک سوابق حسابها و تراکنشهای مشتریان را نگهداری میکند.
حالا تصور کنید به جای یک نفر، تعداد زیادی از افراد یک نسخه از این دفتر را در اختیار داشته باشند. هر زمان اطلاعات جدیدی قرار باشد به دفتر اضافه شود، اعضای شبکه طبق قوانین مشخص بررسی میکنند که اطلاعات معتبر باشد. اگر تراکنش مورد تایید قرار بگیرد، در سوابق شبکه ثبت میشود و نسخههای مختلف دفتر نیز بهروزرسانی میشوند.
بلاکچین تقریباً چنین ایدهای را در دنیای دیجیتال اجرا میکند؛ با این تفاوت که اطلاعات به جای اینکه در قالب یک دفتر معمولی ثبت شوند، در ساختاری به نام بلاک ذخیره میشوند. هر بلاک به بلاکهای قبلی ارتباط رمزنگاریشده دارد و مجموعه این بلاکها یک زنجیره را تشکیل میدهد؛ به همین دلیل نام آن را Blockchain یا زنجیره بلوکی گذاشتهاند.
برای مثال، در شبکه بیت کوین، تراکنشهای معتبر در بلاکها قرار میگیرند و بلاکهای جدید به سوابق قبلی زنجیره اضافه میشوند. به این ترتیب، شبکه میتواند بدون اینکه یک بانک یا نهاد مرکزی تمام تراکنشها را کنترل کند، یک سابقه مشترک از تراکنشها داشته باشد.
پس اگر بخواهیم بلاکچین را در یک جمله ساده تعریف کنیم، میتوان گفت:
بلاکچین روشی برای ثبت و نگهداری اطلاعات در یک شبکه مشترک است که در آن اعتبار اطلاعات بر اساس قوانین و سازوکارهای خود شبکه و نه صرفا با اتکا به یک مرجع مرکزی یا واسطه مشخص میشود.
دفتر کل دیجیتال (Digital Ledger) چیست؟
برای اینکه مفهوم بلاکچین را بهتر درک کنیم، ابتدا حتما با اصطلاح دفتر کل (Ledger) آشنا شویم. دفتر کل در سادهترین تعریف، محلی برای ثبت و نگهداری سوابق مالی یا اطلاعات مربوط به معاملات است. بانکها، شرکتها و موسسات مالی نیز برای ثبت حسابها و تراکنشهای خود از سیستمهای دفتر کل استفاده میکنند.
در گذشته این سوابق ممکن بود روی کاغذ ثبت شوند، اما امروزه تقریباً تمام این اطلاعات به شکل دیجیتال نگهداری میشوند. به چنین سیستمی دفتر کل دیجیتال (Digital Ledger) گفته میشود. برای مثال، وقتی موجودی حساب بانکی شما تغییر میکند، اطلاعات مربوط به این تغییر در سیستمهای دیجیتال بانک ثبت و نگهداری میشود.
تفاوت مهم بلاکچین با یک دفتر کل دیجیتال معمولی، نحوه نگهداری و مدیریت اطلاعات است. در یک سیستم بانکی سنتی، یک سازمان مشخص مسئول نگهداری پایگاه داده و ثبت تغییرات آن است. اما در بسیاری از بلاکچینها، نسخهای از سوابق در اختیار تعداد زیادی از نودهای شبکه قرار دارد و ثبت اطلاعات جدید نیز بر اساس قوانین مشترک شبکه انجام میشود.
اینجاست که اصطلاح دفتر کل توزیعشده (Distributed Ledger) یا اصطلاحا DLT مطرح میشود. دفتر کل توزیعشده به سیستمی گفته میشود که سوابق آن میان چندین عضو یا نود توزیع شده و به یک پایگاه داده مرکزی وابسته نیست. بلاکچین یکی از انواع دفتر کل توزیعشده است؛ بنابراین این دو اصطلاح دقیقاً مترادف یکدیگر نیستند.
نکته مهم این است که «توزیعشده» لزوماً به معنای «عمومی» یا «غیرمتمرکز» نیست. یک دفتر کل توزیعشده میتواند با دسترسی محدود و تحت مدیریت یک یا چند سازمان نیز طراحی شود. به همین دلیل، هنگام صحبت درباره بلاکچین باید میان مفاهیمی مانند دیجیتال، توزیعشده، عمومی و غیرمتمرکز تفاوت قائل شد.
به زبان ساده، اگر دفتر کل دیجیتال را یک دفتر حسابداری الکترونیکی در نظر بگیریم، دفتر کل توزیعشده نسخهای است که میان چندین عضو شبکه نگهداری میشود و بلاکچین یکی از روشهای ساخت و مدیریت چنین دفتر کلی با استفاده از بلاکهای بههمپیوسته و سازوکار اجماع است.
مثالی برای آشنایی بیشتر با بلاک چین
فرض کنید که قصد انتقال پول در شبکه بانکی را دارید. بانک حساب شما و مقصد را چک میکند، پول را انتقال میدهد، کارمزد خود را دریافت میکند و موجودی حساب مبدا و مقصد را بهروزرسانی میکند. اما همه این کارها توسط سیستمی انجام میگیرد که بانک کنترل آن را بر عهده دارد. اگر کسی به سیستم بانکی نفوذ کند، میتواند پول را به جای واریز به حساب دوست شما، به حسابی که خودش میخواهد منتقل کند. جالب است بدانید این اتفاق هزاران بار در سال در سراسر جهان رخ میدهد!
در سیستم بلاکچین اما همه چیز شفاف است، اطلاعات شما و اطلاعات دوست شما نه فقط توسط یک نهاد مرکزی مثل بانک، بلکه توسط همه افراد حاضر در شبکه بررسی و تأیید میشود. الگوریتمها، هشها و ماینرها (در ادامه با این اصطلاحات بیشتر آشنا میشوید) از اینکه داراییهای دیجیتال شما به درستی منتقل شده باشند، اطمینان حاصل میکنند. بعد از انجام تراکنش تقریبا هیچکس قدرت تغییر اطلاعات مربوط به آن را ندارد و همه افراد در شبکه میتوانند اطلاعات تراکنش را ببینند. از طرفی کارمزد تراکنش نیز اغلب بسیار کمتر از کارمزد بانک است. مسئله کارمزد تراکنشها هنگام جابهجایی مبالغ زیاد اهمیت بیشتری پیدا میکند.
تاریخچه بلاک چین

ایده بلاکچین خیلی قبلتر از تولد بیتکوین شکل گرفته بود. پژوهشگران از دهه ۱۹۹۰ به دنبال راهی بودند که بتوان اطلاعات دیجیتال را بهگونهای ثبت کرد که دستکاری سوابق گذشته دشوار باشد. در سالهای بعد، ایدههایی مانند پول دیجیتال، اثبات کار و شبکههای غیرمتمرکز توسعه پیدا کردند تا اینکه ساتوشی ناکاموتو در سال ۲۰۰۸ بخش مهمی از این ایدهها را در قالب بیتکوین کنار هم قرار داد.
از آن زمان، بلاکچین مسیر طولانیای را طی کرده و از یک فناوری برای انتقال بیتکوین به بستری برای اجرای قراردادهای هوشمند، ساخت برنامههای غیرمتمرکز، امور مالی غیرمتمرکز و توکنیزهکردن داراییها تبدیل شده است. مهمترین نقاط این مسیر را در ادامه میبینیم.
۱۹۹۱؛ شروع ایده بلاکچین
استوارت هابر (Stuart Haber) و اسکات استورنتا (W. Scott Stornetta) در سال ۱۹۹۱ روشی برای ثبت زمان اسناد دیجیتال پیشنهاد کردند که با استفاده از رمزنگاری، تغییر سوابق گذشته را دشوار میکرد. این ایده را میتوان یکی از پایههای مفهومی فناوری بلاکچین دانست.
۲۰۰۴؛ اثبات کار قابل استفاده مجدد
هال فینی (Hal Finney) سیستم اثبات کار قابل استفاده مجدد (RPoW) را معرفی کرد. این طرح یکی از تلاشهای مهم برای استفاده از اثبات کار در ایجاد پول دیجیتال بود و بعدها برخی از ایدههای آن در مسیر شکلگیری بیتکوین اهمیت پیدا کردند.
۲۰۰۸؛ تولد ایده بیتکوین
ساتوشی ناکاموتو در تاریخ ۳۱ اکتبر سال ۲۰۰۸ وایتپیپر بیتکوین را منتشر کرد و روشی برای ایجاد یک سیستم پول الکترونیکی همتابههمتا ارائه داد که برای ثبت و تأیید تراکنشها به بانک یا نهاد مرکزی نیاز نداشت.
۲۰۰۹؛ راهاندازی بیتکوین
شبکه بیتکوین با استخراج نخستین بلاک، یعنی جنسیس بلاک (Genesis Block) رسما در تاریخ ۳ ژانویه ۲۰۰۹ فعالیت خود را آغاز کرد. بیتکوین برای نخستین بار نشان داد میتوان یک دفتر کل عمومی و غیرمتمرکز را بدون مدیریت یک نهاد مرکزی اداره کرد.
۲۰۱۵؛ ورود قراردادهای هوشمند
در تاریخ ۳۰ جولای ۲۰۱۵، شبکه اصلی اتریوم با استخراج نخستین بلاک خود، یعنی جنسیس بلاک، راهاندازی شد. نسخه اولیه شبکه با نام فرانتیر (Frontier) شناخته میشد و بستری اولیه برای توسعه قراردادهای هوشمند و برنامههای غیرمتمرکز در اختیار توسعهدهندگان قرار میداد.
با راهاندازی اتریوم، مفهوم بلاکچین از یک دفتر کل برای ثبت تراکنشهای مالی به یک زیرساخت قابل برنامهریزی نزدیکتر شد. توسعهدهندگان میتوانستند برنامههایی ایجاد کنند که بخشی از منطق و دادههای آنها روی بلاکچین اجرا و ثبت شود. این تحول زمینه را برای شکلگیری طیف بزرگی از کاربردهای بعدی، از توکنها و صرافیهای غیرمتمرکز گرفته تا بازیهای بلاکچینی و امور مالی غیرمتمرکز، فراهم کرد.
۲۰۱۷؛ رشد انفجاری اکوسیستم بلاکچین
سال ۲۰۱۷ یکی از نقاط عطف مهم در گسترش عمومی فناوری بلاکچین بود. عرضه اولیه توکنها (ICO) به یکی از روشهای پرطرفدار تأمین مالی پروژههای بلاکچینی تبدیل شد و شبکه اتریوم نیز به دلیل امکان ایجاد توکن و قرارداد هوشمند، نقش مهمی در این روند داشت.
در همین دوره، تعداد زیادی پروژه جدید با ایده استفاده از بلاکچین در حوزههای مختلف شکل گرفتند. افزایش شدید توجه عمومی و سرمایهگذاری در بازار رمزارزها نیز باعث شد بلاکچین از یک فناوری نسبتاً تخصصی به موضوعی شناختهشده در میان کسبوکارها، سرمایهگذاران و رسانهها تبدیل شود.
۲۰۲۰ و ۲۰۲۱؛ رشد دیفای و استیبلکوینها
در این دوره، امور مالی غیرمتمرکز (دیفای) و استیبلکوینها رشد چشمگیری پیدا کردند. صرافیهای غیرمتمرکز، پلتفرمهای وامدهی و دیگر خدمات مالی در بستر بلاکچین توسعه یافتند و کاربرد این فناوری در امور مالی بیشتر شد.
۲۰۲۲؛ تغییر اتریوم به اثبات سهام
در سال ۲۰۲۲، اتریوم با بروزرسانی مرج (The Merge) سازوکار اجماع خود را از اثبات کار به اثبات سهام تغییر داد. در نتیجه، استخراج از شبکه اتریوم کنار گذاشته شد و اعتبارسنجها مسئولیت تأیید تراکنشها و ایجاد بلاکها را بر عهده گرفتند.
۲۰۲۴؛ تمرکز بر مقیاسپذیری
سال ۲۰۲۴ را میتوان یکی از دورههای مهم در حرکت بلاکچین به سمت مقیاسپذیری و کاربردهای گستردهتر دانست. یکی از مهمترین اتفاقات این سال ارتقای دنکان (Dencun) اتریوم بود که با معرفی تراکنشهای Blob، هزینه انتشار داده برای شبکههای لایه دوم را کاهش داد و مسیر توسعه رولآپها و مقیاسپذیری اتریوم را هموارتر کرد.
۲۰۲۵ و ۲۰۲۶؛ حرکت به سمت زیرساخت مالی
در سالهای اخیر، توجه صنعت تنها به ارزهای دیجیتال محدود نمانده است. توکنیزهکردن داراییهای واقعی (RWA)، استیبلکوینها، پرداختهای مبتنی بر بلاکچین، راهکارهای لایه دوم و زیرساختهای مالی به بخشهای مهم توسعه این فناوری تبدیل شدهاند. در همین دوره، رشد پذیرش بیتکوین نیز ادامه پیدا کرد و قیمت بیت کوین در اکتبر ۲۰۲۵ برای نخستین بار از محدوده ۱۲۶٬۰۰۰ دلار عبور کرد.
به این ترتیب، بلاکچین در طول بیش از سه دهه از یک ایده برای ثبت امن اطلاعات، به زیرساختی برای انتقال و مدیریت ارزش و داده تبدیل شده است؛ مسیری که همچنان با تمرکز بر مقیاسپذیری، امنیت، حریم خصوصی و کاربردهای واقعی ادامه دارد.
بلاکچین از چه اجزایی تشکیل شده است؟
برای اینکه بفهمیم بلاکچین چگونه کار میکند، بهتر است آن را مثل یک دفتر ثبت دیجیتال مشترک تصور کنیم. در این دفتر، اطلاعات و تراکنشها در قالب «بلاک» ثبت میشوند و کامپیوترهای مختلف شبکه یا همان «نودها» وظیفه بررسی و نگهداری اطلاعات را بر عهده دارند.
در بعضی بلاکچینها مانند بیت کوین، گروه دیگری به نام «ماینرها» نیز وجود دارند. ماینرها با استفاده از توان پردازشی خود برای ایجاد بلاکهای جدید با یکدیگر رقابت میکنند. البته همه بلاکچینها ماینر ندارند؛ برای مثال، اتریوم از ماینرها استفاده نمیکند و فرایند تأیید و ایجاد بلاک در آن توسط اعتبارسنجها انجام میشود.
بنابراین، برای آشنایی با ساختار بلاکچین در ابتدا بهتر است سه مفهوم بلاک، نود و ماینر را بشناسیم.
بلاک چیست؟
بلاک را میتوان مانند یک صفحه از دفتر ثبت تراکنشها در نظر گرفت. تراکنشها و اطلاعاتی که قرار است در بلاکچین ثبت شوند، پس از طی مراحل لازم در قالب بلاک قرار میگیرند. هر بلاک نیز به بلاک قبلی متصل میشود و مجموعه این بلاکها، زنجیره بلاکچین را تشکیل میدهد.

برای مثال، در شبکه بیت کوین، تراکنشهای جدید در بلاکها قرار میگیرند و بلاکهای جدید به دنبال بلاکهای قبلی به زنجیره اضافه میشوند. هر بلاک علاوه بر اطلاعات تراکنشها، مشخصات دیگری هم دارد که به شبکه کمک میکند اعتبار آن را بررسی کند و ارتباطش با بلاکهای قبلی حفظ شود.
یکی از این مشخصات هش (Hash) است. هش را میتوان به زبان ساده مثل یک اثر انگشت دیجیتال برای اطلاعات یک بلاک در نظر گرفت. اگر اطلاعات بلاک تغییر کند، هش آن نیز تغییر میکند. به همین دلیل، هشها کمک میکنند تغییر یا دستکاری اطلاعات ثبتشده در بلاکچین قابل تشخیص باشد.
در بلاکچینهایی مانند بیت کوین، نانس (Nonce) نیز نقش مهمی دارد. نانس یک عدد است که ماینرها در فرایند استخراج بارها آن را تغییر میدهند و حدس میزنند تا به هشی برسند که شرایط موردنظر شبکه را داشته باشد. این کار نیازمند انجام تعداد بسیار زیادی محاسبه است و ماینری که زودتر به نتیجه معتبر برسد، میتواند بلاک خود را به شبکه پیشنهاد دهد و در صورت تأیید، پاداش استخراج و کارمزد تراکنشهای آن بلاک را دریافت کند. نانس در شبکه بیت کوین یک عدد ۳۲ بیتی (عددی با ۲ به توان ۳۲ یا ۴ میلیارد ترکیب مختلف) است.
البته این سازوکار مخصوص همه بلاکچینها نیست. برای مثال، در شبکههایی که از اثبات کار (Proof of Work) استفاده میکنند، مانند بیت کوین، ماینرها با انجام محاسبات برای ایجاد بلاک جدید رقابت میکنند؛ اما شبکههایی مانند اتریوم از اثبات سهام (Proof of Stake) استفاده میکنند و فرایند ایجاد و تأیید بلاک در آنها به شکل متفاوتی انجام میشود.
در نتیجه، به زبان ساده میتوان گفت:
بلاکها صفحات دفتر ثبت دیجیتال بلاکچین هستند و اطلاعات جدید شبکه در آنها ثبت میشود.
ماینر چیست و چه نقشی در بلاک چین دارد؟

هر بلاکچین برای به توافق رسیدن الگوریتم خاصی دارد که به اصطلاح به آن الگوریتم اجماع (Consensus Algorithm) گفته میشود. این سازوکار مجموعهای از قوانین است که مشخص میکند اعضای شبکه چگونه درباره تراکنشهای معتبر و اضافه شدن بلاکهای جدید به بلاکچین به توافق برسند.
یکی از انواع الگوریتمهای اجماع که در بلاکچینهای نسل اولی مثل بیت کوین مورد استفاده قرار گرفته، الگوریتم اثبات کار است. در این روش، ماینرها یا استخراجکنندگان با استفاده از توان محاسباتی دستگاههای خود در فرآیندی به نام ماینینگ یا استخراج برای ایجاد بلاک جدید با یکدیگر رقابت میکنند.
همانطور که بالاتر در توضیح بلاک گفتیم، در فرآیند ماینینگ ماینر سعی میکند تا نانس مناسبی پیدا کند که نتیجه هش بلاک را به شرایط تعیینشده توسط شبکه برساند. ماینری که زودتر به یک نتیجه معتبر برسد، پاداش میگیرد.
اما دلیل اصلی مصرف انرژی در ماینینگ این است که ماینرها برای پیدا کردن نتیجه معتبر، باید تعداد بسیار زیادی محاسبه انجام دهند. هیچ فرمولی وجود ندارد که ماینر را مستقیماً به پاسخ برساند؛ بنابراین دستگاههای استخراج، مقادیر مختلف را یکی پس از دیگری امتحان میکنند تا در نهایت یکی از آنها به نتیجه موردنظر شبکه برسد.
هرچه ماینرهای بیشتری برای استخراج بیت کوین با یکدیگر رقابت کنند، مجموع توان محاسباتی مورد استفاده شبکه نیز افزایش پیدا میکند. دستگاههای استخراج برای انجام این محاسبات به برق نیاز دارند و همین رقابت محاسباتی، یکی از دلایل اصلی مصرف بالای انرژی در شبکههای اثبات کار است.
البته ماینینگ و مصرف انرژی بالا ویژگی همه بلاکچینها نیست. شبکهها میتوانند از الگوریتمهای اجماع متفاوتی استفاده کنند. برای مثال، اتریوم از اثبات سهام استفاده میکند و در آن خبری از رقابت ماینرها برای حل محاسبات استخراج نیست.
اعتبارسنج چیست؟
در بلاکچینهایی که از اثبات سهام استفاده میکنند، اعتبارسنجها (Validators) نقش تأیید تراکنشها و ایجاد بلاکهای جدید دارند.
در این روش، به جای اینکه ماینرها با صرف توان محاسباتی با یکدیگر رقابت کنند، افرادی که میخواهند بهعنوان اعتبارسنج در شبکه فعالیت کنند، مقداری از دارایی شبکه را طبق قوانین آن استیک (Stake) میکنند. شبکه نیز بر اساس سازوکار خود، اعتبارسنجها را برای مشارکت در فرایند تأیید تراکنشها و ایجاد بلاکها انتخاب میکند.
به زبان ساده، میتوان تفاوت این دو روش را اینطور تصور کرد: در اثبات کار، ماینرها با استفاده از توان محاسباتی برای ایجاد بلاک جدید رقابت میکنند؛ در اثبات سهام، اعتبارسنجها با سپردهگذاری دارایی خود در شبکه در فرایند اجماع مشارکت میکنند.
اگر اعتبارسنج طبق قوانین شبکه عمل کند، میتواند پاداش دریافت کند؛ اما در برخی شبکهها، در صورت رفتار مخرب یا نقض قوانین، ممکن است بخشی از دارایی استیکشده او جریمه شود.
بنابراین، ماینر و اعتبارسنج دو نقش مشابه اما مربوط به دو سازوکار متفاوت برای رسیدن به اجماع هستند و نباید تصور کرد همه بلاکچینها برای تأیید تراکنشها از ماینر استفاده میکنند.
نود یا گره در بلاکچین چیست؟
نود (Node) یا گره، کامپیوتری است که نرمافزار یک شبکه بلاکچینی را اجرا میکند و در دریافت، بررسی و انتشار اطلاعات شبکه مشارکت دارد. بسته به نوع نود و معماری شبکه، میزان اطلاعاتی که ذخیره میکند و وظایفی که انجام میدهد میتواند متفاوت باشد. نودها با ارتباط همتابههمتا (Peer-to-Peer) با یکدیگر در ارتباط هستند و یکی از اجزای اصلی ساختار توزیعشده بلاکچین محسوب میشوند.
در شبکه بیت کوین تمام ماینرها نود هم هستند و یک نسخه کامل از سوابق تراکنشها را در اختیار دارند. در مقابل اما تمام نودها لزوماً ماینر نیستند و ممکن است هیچ نقشی در تولید بلاکهای جدید ایفا نکنند؛ یعنی قدرت پردازشی سیستمهای کامپیوتری خود را به استخراج بلاک و تأیید تراکنشهای کاربران اختصاص ندهند.
در نتیجه، اگر بخواهیم نقش این مفاهیم را خیلی ساده بیان کنیم:
- نود: اطلاعات شبکه و بلاکهای پیشنهادی را دریافت و بر اساس قوانین پروتکل بررسی میکند.
- ماینر: در شبکههای اثبات کار، با استفاده از توان محاسباتی برای ایجاد بلاک جدید رقابت میکند.
- اعتبارسنج: در شبکههای اثبات سهام، با استیک کردن دارایی و طبق قوانین شبکه در تأیید تراکنشها و ایجاد بلاکها مشارکت میکند.
بلاک چین چگونه کار میکند؟

در قسمت قبل با اجزای تشکیلدهنده بلاکچین آشنا شدید و حالا راحتتر میتوان فرایند انجام تراکنش در بلاک چین را توضیح داد. تراکنشها بسته به بلاک چینی که در آن انجام میشوند، از یک فرایند خاص پیروی میکنند. در بلاکچین بیتکوین، تراکنش شما به یک استخر حافظه به اسم ممپول (Mempool) فرستاده میشود؛ جایی که تراکنش ذخیره میشود و در صف قرار میگیرد تا زمانی که یک ماینر (یا اعتبارسنج در شبکههای اثبات سهام) آن را دریافت کند. در ادامه یک ماینر بیت کوین تراکنش شما را انتخاب کرده و به یک بلاک اضافه میکند. بلاک فضایی است که در آن تراکنشهایی که کاربران درخواست پردازش آن را دادهاند، نگهداری میشود.
وظیفه ماینر در ادامه این است که با انجام یک سری محاسبات ریاضی پیچیده و حدسزدن عدد نانس، انجام کار در شبکه را توسط سیستمهای پردازشی خود اثبات کند. در ادامه، بلاکی که تراکنش شما در آن جای داده شده است، در شبکه تأیید شده و به زنجیرهای از بلاکهایی که قبلاً تأیید شدهاند، اضافه میشود. ضمناً هر بلاکی که بعد از بلاک مربوط به تراکنش شما ساخته شود، یک تأیید جدید برای تراکنش شما محسوب میشود.
باید در نظر داشت روندی که توضیح داده شد در مورد شبکه بیت کوین صدق میکند، اما شبکه ارز دیجیتال اتریوم، سولانا یا سایر بلاکچینها ممکن است از فرایند دیگری برای انجام تراکنشها پیروی کنند.
امنیت بلاک چین چگونه تامین میشود؟
وقتی میگوییم بلاک چین امن است، منظورمان این نیست که یک فناوری خاص بهتنهایی از شبکه محافظت میکند. امنیت بلاک چین حاصل کنار هم قرار گرفتن چند سازوکار مختلف است؛ از رمزنگاری و توابع هش گرفته تا امضای دیجیتال، شبکهای از نودها و مکانیسم اجماع. هرکدام از این بخشها وظیفه مشخصی دارند و در کنار یکدیگر کمک میکنند تراکنشها بهدرستی ثبت شوند و دستکاری تاریخچه شبکه بسیار دشوار باشد.
نقش هش در امنیت بلاک چین
یکی از پایههای امنیت بلاکچین، تابع هش (Hash Function) است. همانطور که بالاتر گفتیم، هش را میتوان مانند یک اثر انگشت دیجیتال برای دادهها در نظر گرفت؛ اطلاعات ورودی با استفاده از یک الگوریتم مشخص به رشتهای با طول مشخص تبدیل میشوند. اگر حتی بخش کوچکی از داده تغییر کند، مقدار هش نیز تغییر میکند.
در بسیاری از بلاکچینها، هر بلاک به هش بلاک قبلی اشاره میکند. به این ترتیب، اگر فردی بخواهد اطلاعات یک بلاک قدیمی را تغییر دهد، هش آن بلاک و در نتیجه ارتباط آن با بلاکهای بعدی نیز تغییر خواهد کرد. بنابراین، دستکاری یک بخش از تاریخچه شبکه میتواند به زنجیرهای از تغییرات منجر شود که باید مطابق قوانین اجماع شبکه نیز پذیرفته شوند.
نقش گرهها در امنیت شبکه
همانطور که گفتیم، نودها رایانههایی هستند که در اجرای قوانین شبکه و اعتبارسنجی اطلاعات نقش دارند. بسته به نوع بلاکچین، نودها میتوانند وظایف متفاوتی داشته باشند؛ برای مثال، برخی تراکنشها و بلاکهای دریافتی را بررسی میکنند تا مطمئن شوند با قوانین پروتکل سازگار هستند.
توزیعشدن این فرایند اهمیت زیادی دارد. در یک سیستم کاملاً متمرکز، مهاجم با نفوذ به نقطه اصلی کنترل میتواند بخش بزرگی از سیستم را تحت تأثیر قرار دهد. اما در یک شبکه توزیعشده، اطلاعات و فرایند اعتبارسنجی میان تعداد زیادی از مشارکتکنندگان پخش شده است. البته تعداد نودها بهتنهایی تضمینکننده امنیت نیست و نحوه توزیع آنها، قوانین شبکه و میزان تمرکز قدرت نیز اهمیت دارد.
نقش مکانیسم اجماع در امنیت بلاک چین
اما وجود چندین نود در یک شبکه بلاکچینی یک سوال مهم ایجاد میکند: اگر این افراد قرار است درباره یک دفترکل مشترک تصمیم بگیرند، چه چیزی مشخص میکند کدام تراکنشها معتبر هستند و کدام بلاک باید به زنجیره اضافه شود؟
اینجاست که الگوریتم یا مکانیسم اجماع وارد عمل میشود. همانطور که در بخشهای بالایی توضیح دادیم، هر بلاکچین برای رسیدن مشارکتکنندگان شبکه به یک توافق مشترک درباره تراکنشهای معتبر و ترتیب ثبت آنها، از یک سازوکار اجماع استفاده میکند. این سازوکار مانع از آن میشود که هر مشارکتکننده بتواند بهتنهایی اطلاعات دلخواه خود را به زنجیره اضافه کند.
انواع الگوریتمهای اجماع در بلاک چین
همانطور که در بخش قبل توضیح دادیم، مکانیسم اجماع مشخص میکند مشارکتکنندگان یک شبکه بلاکچینی چگونه درباره تراکنشهای معتبر و اضافه شدن بلاکهای جدید به زنجیره به توافق میرسند. بلاکچینهای مختلف برای رسیدن به این توافق از روشهای متفاوتی استفاده میکنند و هر روش، سازوکار خاص خود را برای ایجاد امنیت، انتخاب تولیدکننده بلاک و مقابله با رفتارهای مخرب دارد.
در ادامه، با مهمترین مکانیسمهای اجماع در بلاکچینها آشنا میشویم.
اثبات کار (Proof of Work)
اثبات کار یا PoW یک الگوریتم اجماع است که در بسیاری از شبکههای بلاک چینی از جمله بیت کوین استفاده میشود. در این روش بهطور خلاصه اولین ماینری که محاسبات مورد نیاز برای استخراج بلاک را درست انجام دهد، یک بلاک جدید به بلاک چین اضافه میکند. الگوریتم اجماع اثبات کار امنیت شبکه را تضمین میکند، اما به انرژی قابلتوجهی هم نیاز دارد.
اثبات سهام (Proof of Stake)
اثبات سهام یا PoS رویکرد متفاوتی برای تأمین امنیت شبکه دارد. در این مکانیسم، به جای رقابت ماینرها برای حل مسائل محاسباتی، اعتبارسنجها با قرار دادن دارایی خود در شبکه (استیکینگ) در فرایند ایجاد و تأیید بلاکها مشارکت میکنند. پروتکل بر اساس قواعد مشخص خود تعیین میکند کدام اعتبارسنجها در فرایند پیشنهاد یا تأیید بلاک نقش داشته باشند.
جالب است بدانید که بلاکچین اتریوم تا پیش از سال ۲۰۲۲ از الگوریتم اثبات کار استفاده میکرد اما پس از آن با هاردفورکی به نام مرج (Merge) سازوکار اجماعش را به اثبات سهام تبدیل کرد.
اثبات سهام نمایندگیشده (Delegated Proof of Stake)
DPoS یا اثبات سهام نمایندگیشده، مدل اجماعی مبتنی بر الگوریتم اثبات سهام است که در آن دارندگان توکن میتوانند با رأی خود تعدادی نماینده یا تولیدکننده بلاک را انتخاب کنند. این نمایندگان مسئولیت مشارکت در تولید و اعتبارسنجی بلاکها را بر عهده میگیرند. هدف اصلی این الگوریتم این است که با کاهش تعداد مشارکتکنندگان مستقیم در فرآیند تولید بلاک، سرعت و کارایی شبکه را بالاتر ببرد.
الگوریتم DPoS امروزه در بلاکچینهایی مثل ترون و ایاس استفاده میشود.
تحمل خطای بیزانسی عملی (PBFT)
PBFT یا Practical Byzantine Fault Tolerance یکی از مکانیسمهای اجماع است که بیشتر در شبکههای مجوزدار (Permissioned) کاربرد دارد؛ شبکههایی که در آنها هویت و دسترسی مشارکتکنندگان از قبل مشخص یا محدود شده است. در این روش، مشارکتکنندگان با تبادل پیام و رأیگیری درباره وضعیت شبکه تلاش میکنند حتی در صورت وجود برخی مشارکتکنندگان مخرب، به یک نتیجه مشترک برسند.
یکی از مزیتهای PBFT امکان رسیدن سریع به نهاییشدن تراکنشهاست، اما این روش برای شبکههای بسیار بزرگ مناسب نیست؛ زیرا با افزایش تعداد مشارکتکنندگان، حجم ارتباطات و پیامهای مورد نیاز میان آنها نیز افزایش پیدا میکند. به همین دلیل، PBFT بیشتر برای شبکههایی مناسب است که تعداد اعتبارسنجهای آنها محدود و شناختهشده است.
اثبات اعتبار (Proof of Authority)
اثبات اعتبار (Proof of Authority یا PoA) یکی دیگر از روشهای اجماع است که در آن به جای توان محاسباتی یا مقدار دارایی استیکشده، اعتبار و هویت مشارکتکنندگان مشخصی مبنای ایجاد و اعتبارسنجی بلاکها قرار میگیرد. در این مدل، تنها اعتبارسنجهایی که شرایط تعیینشده شبکه را دارند میتوانند در تولید بلاک مشارکت کنند.
PoA به دلیل تعداد محدود اعتبارسنجها میتواند سرعت بالایی داشته باشد و هزینه اجرای شبکه را کاهش دهد، اما در مقابل، نسبت به شبکههای عمومی و بدون نیاز به مجوز، تمرکز بیشتری دارد.
الگوریتمهای معرفیشده تنها چند مورد از الگوریتمهای بلاک چین هستند. بلاک چینهای مختلف بسته به اهداف خاص خود ممکن است از الگوریتمها و مکانیسمهای اجماع متفاوتی استفاده کنند.
تفاوت بلاک چین و بیت کوین
هرچند بلاک چین و بیت کوین دو مفهوم نزدیک و مرتبط با هم هستند، اما باید در نظر داشت که یکی نیستند و تفاوتهایی با هم دارند. در واقع بلاک چین همانطور که پیش از این گفته شد، یک فناوری برای توسعه دفتر کل غیرمتمرکز و توزیع شده است که تراکنشهای شفاف، امن و ذخیره دادهها را ممکن میکند. بیت کوین اما یک شبکه بلاک چینی و البته ارز دیجیتالی با همین نام است که در این شبکه جابهجا میشود. بلاکچینهای دیگری غیر از بیت کوین وجود دارند که ممکن است نام برخی از آنها مثل اتریوم را شنیده باشید. این بلاکچینها ممکن است طراحی و قابلیتهایی متفاوت با شبکه بیت کوین داشته باشند.
در مجموع باید گفت بلاک چین فناوری زیربنایی است که بیت کوین و بسیاری از ارزهای دیجیتال را تقویت میکند، در حالی که بیت کوین یک ارز دیجیتال خاص روی بلاک چین خودش است.
| ویژگی | بلاک چین | بیت کوین |
| تعریف | یک فناوری برای ساخت دفتر کل دیجیتال و توزیعشده. | یک شبکه بلاک چینی و ارز دیجیتال |
| مورد استفاده | امور مالی، بازیهای کامپیوتری، لجستیک، زنجیره تأمین، بهداشت و درمان و سایر حوزهها. | انتقال ارزش و پرداخت |
| فناوری پایه | بلاک چین بر پایه فناوری رمزنگاری استوار است و از مفهوم توزیعشدگی و ایجاد شبکه هماهنگی بین افراد استفاده میکند. | بلاک چین |
| امنیت | بلاک چین به دلیل استفاده از الگوریتمهای رمزنگاری قوی و توزیع شده بودن، امنیت بالایی در تراکنشها فراهم میکند. | بیت کوین نیز به دلیل استفاده از الگوریتمهای رمزنگاری قوی و سیستم توزیع شده بلاک چین، امنیت بالایی در تراکنشها را فراهم میکند. |
مقایسه بلاک چین با سیستم بانکداری سنتی
در سیستم بانکداری سنتی چندین مشکل اساسی وجود دارد که هنگام کار با آن روبهرو میشوید. زمانی که در حال ارسال پول به دیگران هستید، سیستم بانکی کارمزد قابل توجهی از حساب شما کسر میکند. این سیستم به تمامی اطلاعات حساب دسترسی دارد و میتواند همه حسابها را تغییر دهد. متمرکز بودن سیستم به این معناست که اگر اطلاعات موجود در بانک از بین برود تمام اطلاعات حسابها نیز از بین خواهد رفت. در نهایت نیز سیستمهای بانکی، انتقال پول را کنترل میکنند و برای مثال افرادی مانند ما ایرانیان را بهدلیل تحریمهای اقتصادی، از انجام بسیاری تراکنشهای مالی در جهان محروم میکنند.
بلاک چین برتریهای زیادی در مقابل یک سیستم بانکی سنتی دارد که در ادامه به برخی از آنها اشاره شده است.
- امکان انجام تراکنش به صورت ناشناس
- پرداخت کارمزد اندک
- سیستم توزیعشده و تقریباً غیرقابل هک
- شفافیت
- عدم نیاز به واسطهها
- امنیت بسیار بالای شبکه
- غیرقابل تغییر بودن اطلاعات
- پایداری
- نبود نهاد کنترلکننده مرکزی
- امکان جابهجایی داراییها بدون وابستگی به موقعیت جغرافیایی
- سرعت بالای تراکنشها
برای درک بهتر تفاوتهای یک بانک با بلاک چین، در جدول زیر سیستم بانکی و بلاک چین بیت کوین را مقایسه کردهایم.
| ویژگی | بلاک چین بیت کوین | بانکها |
| ساعت کار | ۲۴ ساعت شبانهروز در تمام روزهای سال | تمامی بانکها در تعطیلات پایان هفته و تعطیلات رسمی، تعطیل هستند. |
| سرعت تراکنش | تراکنشهای بیت کوین بسته به ازدحام شبکه میتواند کمتر از ۱۵ دقیقه و بیش از یک ساعت طول بکشد (این زمان در سایر شبکهها بهمراتب کمتر است). | حوالههای بانکی معمولاً در تعطیلات آخر هفته یا تعطیلات بانکی پردازش نمیشود. |
| سهولت نقلوانتقالات | اتصال به اینترنت و تلفن همراه حداقل نیاز است. | کارت شناسایی، حساب بانکی و تلفن همراه حداقل الزامات انتقال دیجیتال است. |
| حریم خصوصی | اگر بیت کوین بهصورت ناشناس خریداری شده باشد، نمیتوان مشخص کرد که چه کسی مالک آن است. | حریم خصوصی حساب بانکی به میزان امن بودن سرورهای بانک و میزان حفاظت هر کاربر از اطلاعات خود محدود میشود. |
| امنیت | هر چه شبکه بیت کوین بزرگتر شود، امنیت آن بیشتر می شود. | اطلاعات حساب بانکی فقط به اندازه امنیت سرور بانک که حاوی اطلاعات حساب مشتری میشود، ایمن است. |
کاربردهای فناوری بلاک چین

بلاک چین قابلیتهای فراوانی دارد که انتقال داراییها تنها یکی از آنها است. طی سالهای گذشته نیز ایدههای بسیار متنوعی در حوزه بلاکچین مطرح شده که کاربردپذیری این فناوری را بیش از قبل کرده است. در ادامه با چند مورد از کاربردهای بلاک چین آشنا میشویم.
انتقال ارزش
همانطور که گفته شد، انتقال ارزش یکی از اساسیترین کاربردهای بلاک چین است. با استفاده از شبکههای بلاکچینی مثل بیت کوین، میتوان یک موجودیت دارای ارزش، یعنی BTC را بدون محدودیتهای جغرافیایی و فارغ از ارزش تراکنش، بین آدرسهای مختلف جابهجا کرد. انتقال ارزش در شبکههای بلاکچینی بهسادگی، با سرعت و با هزینهای بسیار اندک انجام میشود و هویت گیرنده و فرستنده داراییها تا حد زیادی ناشناس باقی میماند.
قراردادهای هوشمند
قراردادهای هوشمند نرمافزارهایی هستند که در شرایطی مشخص و از قبل تعیینشده، مأموریتهای معینی را بهصورت خودکار انجام میدهند. بستر پیادهسازی و توسعه قراردادهای هوشمند شبکههای بلاکچینی است. بسیاری از پلتفرمهای شناختهشده در فضای ارزهای دیجیتال مثل صرافیهای غیرمتمرکز (DEX)، بازارهای خریدوفروش ان اف تی (NFT) یا شبکههای اجتماعی غیرمتمرکز که هماکنون میلیونها کاربر دارند، از قراردادهای هوشمند استفاده میکنند.
دیفای یا امور مالی غیرمتمرکز
پلتفرمهای فعال در حوزه دیفای برنامههایی هستند که خدماتی مشابه خدمات مالی در دنیای واقعی را بهصورت غیرمتمرکز به کاربران ارزهای دیجیتال ارائه میدهند. وامدهی (Lending)، مبادله دارایی، بیمه ارزهای دیجیتال و سهامگذاری (Staking) از پرکاربردترین خدماتی هستند که در فضای دیفای ارائه میشوند و کاربران زیادی را با خود درگیر کردهاند.
استیبلکوینها
یکی از مهمترین کاربردهای بلاکچین، ایجاد و انتقال استیبلکوینها (Stablecoins) است. استیبلکوینها نوعی دارایی دیجیتال هستند که معمولاً برای حفظ ارزش نسبتاً ثابت در برابر یک دارایی مرجع، مانند دلار آمریکا، طراحی میشوند. از آنجا که این داراییها روی بلاکچین منتقل میشوند، کاربران میتوانند بدون نیاز به جابهجایی سنتی پول میان بانکها، ارزش را بهصورت دیجیتال و در هر ساعتی از شبانهروز منتقل کنند.
کاربرد استیبلکوینها به معاملات ارزهای دیجیتال محدود نمیشود. این داراییها در پرداختهای دیجیتال، انتقال پول بین کشورها، تسویه معاملات و خدمات مالی مبتنی بر قراردادهای هوشمند نیز مورد استفاده قرار گرفتهاند و یکی از مهمترین کاربردهای فناوری بلاکچین محسوب میشوند. امروزه نیز ایرانیان زیادی برای حفظ ارزش پول و دور زدن تحریمها به خرید تتر یا سایر استیبل کوینها روی آوردهاند.
توکنسازی داراییهای واقعی
بلاکچین فقط برای ایجاد ارزهای دیجیتال کاربرد ندارد و میتواند برای توکنیزه کردن داراییهای واقعی (RWA) نیز مورد استفاده قرار بگیرد. در این فرایند، مالکیت یا حقوق اقتصادی مرتبط با یک دارایی واقعی مانند اوراق بهادار، بدهی، طلا، املاک یا سایر داراییها در قالب یک توکن دیجیتال روی بلاکچین ثبت و مدیریت میشود.
مزیت اصلی توکنیزه کردن این است که میتواند فرایند انتقال، ثبت مالکیت و تسویه برخی داراییها را دیجیتالتر و برنامهپذیرتر کند. همچنین توکنهای ایجادشده میتوانند با قراردادهای هوشمند تعامل داشته باشند و در برخی خدمات مالی مورد استفاده قرار بگیرند.
اینترنت اشیا
اینترنت اشیا (IoT) شبکهای از دستگاههای الکترونیکی است که با اینترنت به هم متصل شدهاند و از این طریق تبادل اطلاعات میکنند. اتصال این دستگاهها به اینترنت امکان کنترل و مدیریت آنها با استفاده از نرمافزارهای اختصاصی را فراهم میکند. برای نمونه، میتوانید با نرمافزاری روی تلفن همراه خود به سیستم سرمایشی منزلتان وصل شوید و آن را طوری برنامهریزی کنید که قبل از رسیدن شما به منزل، دمای محیط را به سطح دلخواه شما برساند.
بلاکچین میتواند گزینه مناسبی برای توسعه زیرساخت مورد نیاز جهت مدیریت سیستمهای مبتنی بر اینترنت اشیا باشد. در مواردی هم که مسئله پرداخت و نیاز به انجام تراکنش یا ثبت سوابق پرداختی، جهت استفاده از سیستمهای اینترنت اشیا مطرح میشود، مجدداً بلاکچین میتواند به کمک این فناوری بیاید.
هویت دیجیتال
یک سیستم مدیریت هویت دیجیتال که با استفاده از بلاکچین پیادهسازی شده است، میتواند زیرساختی امن برای ذخیره اطلاعات هویتی افراد باشد که در آن نیازی به افشای هویت اشخاص نیست. در چنین سیستمی افراد تا حد زیادی مالکیت دادههای مربوط به خود را در اختیار دارند و حریم خصوصی کاربران در بالاترین سطح حفظ میشود.
ذخیرهسازی اطلاعات
سیستمهای ذخیرهسازی غیرمتمرکز یکی دیگر از حوزههایی هستند که میتوانند از فناوریهای مبتنی بر بلاکچین و دفتر کل توزیعشده استفاده کنند. در این مدل، داده یا اطلاعات مربوط به آن میتواند میان مجموعهای از ارائهدهندگان توزیع شود و کاربران در ازای استفاده از فضای ذخیرهسازی، هزینه را از طریق سازوکارهای تعریفشده در شبکه پرداخت کنند. با این حال، ذخیرهسازی غیرمتمرکز نیز محدودیتهای فنی، هزینهای و مربوط به دسترسی و بازیابی داده دارد و نمیتوان آن را هنوز در همه کاربردها جایگزین مستقیم سرویسهای ابری متمرکز مثل گوگل درایو (Google Drive) دانست.
عرضه آثار هنری دیجیتال
ساخت توکنهای غیرمثلی یا NFTها یکی از پرطرفدارترین کاربردهای بلاکچین محسوب میشود که طی سالهای اخیر رشد زیادی کرده است. با استفاده از استانداردهایی که در شبکههای بلاکچینی وجود دارد، افراد میتوانند آثار هنری دیجیتال خود را به یک توکن تبدیل کرده و برای فروش ارزشگذاری کنند.
شایان ذکر است فناوری بلاکچین کاربردهای اثباتشده و در حال آزمایش دیگری هم دارد که روزبهروز در حال افزایش هستند. در این بخش تنها به بخشی از کاربردهای بلاک چین اشاره شد که پررنگتر از سایر موارد به نظر میرسند.
لایههای فناوری بلاک چین
بلاک چین ترکیبی از چند فناوری مختلف است که تمام تراکنشهای آن در یک دفتر کل توزیع شده ذخیره میشوند. دفتر کل توزیع شده مسئول افزودن و تأیید هر تراکنش در شبکه است و بلاک چین از طراحی لایهای برای پشتیبانی از این روش احراز هویت استفاده میکند. ۵ لایه بلاک چین که درگیر این موضوع هستند عبارتاند از:
- لایه زیرساخت سختافزاری (Infrastructure layer)
- لایه داده (Data layer)
- لایه شبکه (Network layer)
- لایه اجماع (Consensus layer)
- لایه کاربردی (Application layer)
هرکدام از این لایهها هدف و عملکرد خاص خود را دارند که در ادامه به معرفی مختصر آنها میپردازیم.
لایه زیرساخت سختافزاری (Infrastructure layer)
لایه زیرساخت اساسیترین لایه بلاک چین است که با نودهای خود تراکنشها را پردازش و ذخیره میکند. هدف اصلی این لایه این است که با اعتبارسنجی و ذخیره تراکنشهای بلاک چین به صورت غیر متمرکز، دفتر کل توزیع شده بلاک چین را ضد دستکاری نگه دارد. با ایجاد یک پایگاه داده توزیعشده، تمام دادهها در بلاک چین بهصورت شفاف ذخیره میشوند. تراکنشها و دادههای ذخیرهشده در لایه زیرساخت بلاک چین از طریق مکانیسمهای اجماع تأیید میشوند.
لایه داده (Data layer)
دومین لایه بلاک چین لایه داده است که تضمین میکند تمام تراکنشهای بلاک چین پس از اضافه شدن، شفاف، غیرقابل تغییر و غیرقابل حذف هستند. این لایه جایی است که تراکنشهای بلاک چین در دفتر کل توزیع شده ذخیره میشوند.
لایه شبکه (Network layer)
لایه شبکه که بهعنوان لایه P2P نیز شناخته میشود، وظیفه اتصال تمامی نودهای شبکه بلاک چین به یکدیگر را برعهده دارد. این لایه همچنین مسئول انتقال پیامهایی است که به اعتبارسنجی تراکنشها و بلوکها قبل از اضافه شدن به بلاک چین کمک میکند.
لایه اجماع (Consensus layer)
لایه اجماع بهعنوان چهارمین لایه بلاک چین، معتبر بودن تراکنشهای بلاک چین را بررسی میکند. این لایه با استفاده از الگوریتمهای مختلف به نودها اجازه میدهد در مورد ترتیب تراکنشهای بلاک چین به توافق برسند.
لایه کاربردی (Application layer)
آخرین لایه بلاک چین لایه کاربردی است و کاربران از طریق این لایه با فناوری بلاک چین در تعامل هستند. قراردادهای هوشمند و برنامههای غیرمتمرکز در این لایه قرار دارند. بدون این لایه بلاک چین چیزی بیشتر از یک پایگاه داده توزیعشده نیست.
مزایای بلاک چین
تا اینجا به بخش قابلتوجهی از مزایای شبکههای بلاک چینی اشاره شد. در ادامه به بیان دقیقتر مزایای بلاکچین میپردازیم تا با این فناوری بیشتر آشنا شوید.
کاهش وابستگی به واسطهها
یکی از مهمترین مزایای برخی شبکههای بلاکچینی این است که برای ثبت و انتقال دارایی دیجیتال، الزاماً به یک نهاد مرکزی برای نگهداری دفترکل نیاز ندارند. در یک شبکه عمومی مانند بیت کوین، اعتبار تراکنشها بر اساس قوانین پروتکل و مکانیسم اجماع شبکه مشخص میشود و نه تصمیم یک بانک یا شرکت واحد.
البته این به معنای حذف کامل واسطهها نیست. بسیاری از خدماتی که کاربران برای خرید ارز دیجیتال، فروش، نگهداری یا استفاده از این داراییها به کار میگیرند، همچنان توسط صرافیها، کیف پولها و سایر ارائهدهندگان خدمات انجام میشوند.
شفافیت و قابلیت بررسی تراکنشها
در بسیاری از بلاکچینهای عمومی، اطلاعات تراکنشها روی دفترکل قابل مشاهده است و هر فرد میتواند سابقه ثبتشده در شبکه را بررسی کند. این ویژگی امکان حسابرسی و ردیابی جریان داراییها را افزایش میدهد و باعث میشود تغییر مخفیانه سوابق ثبتشده دشوارتر شود.
البته شفافیت در بلاکچین به معنای آشکار بودن هویت واقعی کاربران نیست. در شبکههایی مانند بیت کوین، تراکنشها به آدرسهای دیجیتال نسبت داده میشوند و نه مستقیماً به نام افراد؛ با این حال، این تراکنشها کاملاً ناشناس نیستند و در برخی شرایط میتوان با استفاده از اطلاعات جانبی و ابزارهای تحلیل بلاکچین، ارتباط میان آدرسها و هویت واقعی افراد را بررسی کرد.
امنیت و مقاومت در برابر دستکاری
استفاده از توابع هش، امضای دیجیتال، ساختار زنجیرهای بلاکها و مکانیسمهای اجماع باعث میشود تغییر سوابق تأییدشده در بسیاری از بلاکچینها بسیار دشوار باشد. برای مثال، تغییر اطلاعات یک بلاک میتواند هش آن را تغییر دهد و ارتباط آن با بلاکهای بعدی را مختل کند؛ در نتیجه مهاجم باید از سازوکار امنیتی شبکه نیز عبور کند.
البته هیچ بلاکچینی بهصورت مطلق «غیرقابل هک» یا «کاملاً امن» نیست. امنیت هر شبکه به طراحی پروتکل، نحوه توزیع قدرت، مکانیسم اجماع، کیفیت نرمافزار و حتی نحوه نگهداری کلیدهای کاربران بستگی دارد.
انتقال ارزش بدون محدودیت زمانی و جغرافیایی
یکی دیگر از کاربردهای مهم بلاکچین، امکان انتقال داراییهای دیجیتال بدون وابستگی مستقیم به ساعات کاری سیستمهای بانکی است. در بسیاری از شبکههای عمومی، کاربران میتوانند در هر ساعت از شبانهروز تراکنش ارسال کنند و در صورت تأیید شبکه، دارایی را به آدرس دیگری منتقل کنند.
این ویژگی بهخصوص در انتقالهای برونمرزی اهمیت پیدا میکند؛ چون انتقال سنتی پول میان کشورها ممکن است به چند واسطه، زمان بیشتر و هزینههای مختلف نیاز داشته باشد. البته سرعت و هزینه تراکنش در بلاکچینها یکسان نیست و به نوع شبکه، میزان شلوغی و طراحی آن بستگی دارد.
قابلیت برنامهپذیری
بلاکچینهای دارای قرارداد هوشمند فقط برای ثبت تراکنشهای ساده استفاده نمیشوند. در این شبکهها میتوان برنامههایی را روی بلاکچین اجرا کرد که بر اساس قوانین از پیش تعیینشده، برخی عملیات را بهصورت خودکار انجام دهند.
برای مثال، قرارداد هوشمند میتواند شرایط انجام یک معامله، پرداخت یا انتقال دارایی را در کد مشخص کند و پس از برآوردهشدن شرایط، عملیات موردنظر را اجرا کند. همین قابلیت زمینه شکلگیری کاربردهایی مانند امور مالی غیرمتمرکز، توکنهای غیرمثلی و توکنسازی داراییهای واقعی را فراهم کرده است.
دسترسی گستردهتر به خدمات مالی
بلاکچینهای عمومی میتوانند به افرادی که به برخی زیرساختهای مالی سنتی دسترسی محدودی دارند، امکان استفاده از خدمات مبتنی بر داراییهای دیجیتال را بدهند. برای انجام یک تراکنش در یک شبکه عمومی، در بسیاری از موارد نیازی به افتتاح حساب بانکی در همان شبکه یا کشور نیست و کاربر میتواند با داشتن ابزار مناسب و اینترنت، به شبکه متصل شود و اقدام به خرید بیت کوین یا سایر ارزهای دیجیتال کند.
معایب بلاک چین
در کنار این مزایا، بلاکچین راهحلی جادویی برای همه مشکلات نیست. نگهداری داده بهصورت توزیعشده و رسیدن تعداد زیادی از مشارکتکنندگان به توافق، هزینه و محدودیتهای خاص خود را دارد. از جمله:
مقیاسپذیری و سرعت
یکی از مهمترین چالشهای برخی بلاکچینهای عمومی، افزایش ظرفیت شبکه بدون آسیبزدن به امنیت و تمرکززدایی است. برای مثال، طراحی بیت کوین بهگونهای است که بلاکها با فاصله زمانی مشخص و هر ۱۰ دقیقه تولید شوند و هر بلاک نیز ظرفیت محدودی داشته باشد؛ بنابراین شبکه اصلی نمیتواند حجم نامحدودی از تراکنشها را همزمان پردازش کند.
البته این مشکل به معنای آن نیست که همه بلاکچینها سرعت پایینی دارند. شبکههای مختلف راهکارهای متفاوتی برای افزایش ظرفیت ارائه کردهاند و فناوریهایی مانند شبکههای لایه دوم و رولآپها نیز با هدف افزایش مقیاسپذیری توسعه یافتهاند. در نتیجه، هنگام مقایسه بلاکچینها باید سرعت، هزینه، امنیت و میزان تمرکززدایی را همزمان در نظر گرفت.
مصرف انرژی در برخی شبکهها
مصرف انرژی یکی از مهمترین انتقادها به بلاکچینهای مبتنی بر اثبات کار مثل بیت کوین است. در این شبکهها، ماینرها برای رقابت بر سر تولید بلاک از تجهیزات محاسباتی استفاده میکنند و انجام تعداد بسیار زیادی محاسبه به مصرف قابلتوجه برق منجر میشود.
البته این موضوع را نمیتوان به همه بلاکچینها تعمیم داد. برای مثال، شبکههایی که از اثبات سهام استفاده میکنند، برای تأمین امنیت شبکه به رقابت محاسباتی ماینرها وابسته نیستند و مصرف انرژی آنها بسیار کمتر است.
شفافیت در برابر حریم خصوصی
یکی از مزایای بلاکچینهای عمومی، قابلیت مشاهده سوابق تراکنشهاست؛ اما همین ویژگی میتواند برای کاربرانی که به حفظ حریم خصوصی مالی اهمیت میدهند، یک محدودیت باشد. در بسیاری از شبکههای عمومی، آدرسها و تراکنشها قابل مشاهدهاند و با کنار هم گذاشتن اطلاعات مختلف میتوان الگوی فعالیت یک آدرس را بررسی کرد.
بنابراین، نباید شفافیت بلاکچین را با حریم خصوصی کامل اشتباه گرفت. برخی شبکهها و پروتکلها راهکارهای ویژهای برای افزایش حریم خصوصی ارائه میکنند، اما سطح محرمانگی در همه بلاکچینها یکسان نیست.
پیچیدگی فنی و مسئولیت داشتن کاربران
استفاده از بلاکچین در مقایسه با بسیاری از خدمات مالی سنتی میتواند برای کاربران عادی پیچیدهتر باشد. مفاهیمی مانند آدرس، کلید خصوصی، کلید عمومی، کارمزد شبکه، امضای تراکنش و انتخاب شبکه مناسب، مواردی هستند که کاربر باید آنها را درک کند.
از سوی دیگر، در سیستمهای غیرامانی، مسئولیت نگهداری کلید خصوصی (همان راه ارتباطی شما با بلاکچین) بر عهده خود کاربر است. گمشدن کلید خصوصی یا ارسال دارایی به آدرس یا شبکه اشتباه میتواند در برخی موارد به از دست رفتن غیرقابلبازگشت دارایی منجر شود.
خطر حمله و آسیبپذیری شبکه
هیچ شبکه بلاکچینی کاملاً در برابر حملات مصون نیست. برای مثال، در برخی شبکههای مبتنی بر اثبات کار، اگر مهاجم بتواند بخش عمدهای از قدرت پردازشی شبکه را در اختیار بگیرد، ممکن است بتواند در ترتیب برخی تراکنشها اختلال ایجاد کند، تراکنشها را سانسور کند یا در شرایطی زمینه دوبارهخرجکردن را فراهم کند. این همان چیزی است که معمولاً با عنوان حمله ۵۱ درصد شناخته میشود.
- بیشتر بخوانید: هک بیت کوین شدنی است؟ روشهای احتمالی هک بیت کوین
علاوه بر امنیت خود شبکه، قراردادهای هوشمند، پلهای میانزنجیرهای و برنامههای ساختهشده روی بلاکچین نیز میتوانند آسیبپذیریهای جداگانهای داشته باشند.
چالشهای قانونی و نظارتی
قوانین مربوط به بلاکچین و داراییهای دیجیتال در کشورهای مختلف یکسان نیست و در بسیاری از کشورها همچنان در حال تغییر است. این تفاوت میتواند روی نحوه استفاده از ارزهای دیجیتال، خدمات مالی مبتنی بر بلاکچین، توکنسازی داراییها و فعالیت کسبوکارها تأثیر بگذارد.
انواع بلاک چین

بلاکچینها را میتوان بر اساس شیوه دسترسی، نحوه مدیریت شبکه و میزان مشارکت کاربران دستهبندی کرد.
بلاک چینهای عمومی (Public Blockchains)
بلاکچینهای عمومی شبکههایی هستند که معمولاً هر فردی میتواند بدون دریافت مجوز از یک نهاد مرکزی، به آنها دسترسی پیدا کند و بر اساس قوانین پروتکل در شبکه مشارکت داشته باشد. بیت کوین و اتریوم دو مثال شناختهشده از بلاکچینهای عمومی هستند.
این شبکهها معمولاً با هدف ایجاد زیرساختی باز و بدون کنترل یک نهاد واحد طراحی میشوند، هرچند میزان تمرکززدایی و نحوه مشارکت در هر شبکه متفاوت است.
بلاک چینهای خصوصی (Private Blockchains)
بلاکچینهای خصوصی یا مجوزدار، دسترسی کنترلشدهای دارند و یک سازمان یا مجموعه مشخص میتواند تعیین کند چه افرادی اجازه ورود به شبکه، مشاهده اطلاعات یا مشارکت در فرایند اعتبارسنجی را داشته باشند. این ساختار برای برخی کاربردهای سازمانی مناسب است؛ چون کسبوکارها معمولاً به کنترل بیشتر روی دسترسی و اطلاعات نیاز دارند.
بلاک چینهای کنسرسیومی (Consortium Blockchains)
در بلاکچین کنسرسیومی، مدیریت شبکه میان چند سازمان یا نهاد تقسیم میشود و برخلاف یک بلاکچین خصوصی کاملاً تحت کنترل یک مجموعه واحد نیست. اعضای کنسرسیوم میتوانند درباره قوانین شبکه، اعتبارسنجی تراکنشها و دسترسی به دادهها نقش داشته باشند.
این مدل میتواند برای کاربردهایی مناسب باشد که چند سازمان مستقل نیاز دارند یک دفترکل مشترک داشته باشند، بدون اینکه بخواهند کنترل آن را به یک نهاد واحد واگذار کنند.
بلاک چینهای هیبریدی (Hybrid Blockchains)
بلاکچینهای هیبریدی تلاش میکنند برخی ویژگیهای شبکههای عمومی و خصوصی را در کنار یکدیگر قرار دهند. برای مثال، ممکن است بخشی از اطلاعات یا سوابق برای عموم قابل مشاهده باشد، در حالی که دسترسی به دادههای حساس یا فرایند اعتبارسنجی تنها برای اعضای مجاز امکانپذیر باشد.
چهار نوع معرفی شده تنها برخی از انواع اصلی بلاک چین هستند. با توجه به پیشرفت روزافزون فناوری بلاک چین، احتمال ایجاد انواع و تغییرات جدید دور از ذهن نیست.
آینده بلاک چین

در کتاب پروفسور کلاوس شواب (Klaus Schwab) با نام «انقلاب صنعتی چهارم» از کلید واژه بلاک چین به عنوان فناوری مهندسی آینده بشر نام برده شده است. با توجه به روندهای فعلی پیشبینی میشود بلاک چین در دهههای آینده تغییرات بزرگی در بسیاری از صنایع ایجاد خواهد کرد. چند حوزهی مهم که احتمالاً با استفاده از فناوری بلاک چین در آینده شاهد تغییرات بزرگی خواهند بود عبارتاند از:
توکنسازی داراییهای واقعی
یکی از مهمترین روندهای آینده، انتقال بخشی از داراییهای سنتی به زیرساختهای دیجیتال است. اوراق بهادار، بدهی، املاک، کالاها و سایر داراییها میتوانند در قالب توکن روی زیرساختهای مبتنی بر بلاکچین نمایش داده شوند و در صورت وجود چارچوب حقوقی مناسب، انتقال و تسویه آنها سادهتر و برنامهپذیرتر شود.
استیبلکوینها و پرداختهای دیجیتال
استیبلکوینها میتوانند یکی از مهمترین کاربردهای بلاکچین در حوزه پرداخت و انتقال ارزش باشند. قابلیت انتقال دارایی دیجیتال در هر ساعت از شبانهروز و امکان استفاده از آن در قراردادهای هوشمند، باعث شده استیبلکوینها فراتر از یک ابزار معاملاتی در بازار ارزهای دیجیتال مورد توجه قرار بگیرند.
مقیاسپذیری و شبکههای لایه دوم
یکی از مسیرهای اصلی توسعه بلاکچین، افزایش ظرفیت شبکه بدون قربانیکردن امنیت و تمرکززدایی است. راهکارهایی مانند لایه دوم، رولآپها و فناوریهای مرتبط با داده و مقیاسپذیری با همین هدف توسعه پیدا کردهاند و میتوانند امکان استفاده از بلاکچین را برای تعداد بیشتری از کاربران و کاربردها فراهم کنند.
تعامل میان بلاکچینها
با افزایش تعداد شبکههای بلاکچینی، نیاز به ارتباط میان آنها نیز بیشتر میشود. آینده این فناوری تا حد زیادی به راهکارهایی وابسته است که بتوانند انتقال داده و دارایی را میان شبکههای مختلف سادهتر و امنتر کنند و کاربران را از محدودشدن به یک بلاکچین خاص بینیاز کنند.
کاربردهای سازمانی و مالی
بانکها، شرکتهای مالی و سایر سازمانها نیز میتوانند از زیرساختهای مبتنی بر بلاکچین برای تسویه، ثبت داراییها، مدیریت سوابق و اجرای قراردادهای برنامهپذیر استفاده کنند.
حریم خصوصی و امنیت
هرچه استفاده از بلاکچین گستردهتر شود، امنیت شبکهها و برنامههای ساختهشده روی آنها اهمیت بیشتری پیدا میکند. امنیت یک بلاکچین فقط به خود زنجیره محدود نیست و آسیبپذیری قراردادهای هوشمند، کیف پولها، پلهای میانزنجیرهای و سایر اجزای اکوسیستم نیز میتواند به از دست رفتن داراییها منجر شود.
از سوی دیگر، ایجاد تعادل میان شفافیت و حریم خصوصی یکی از چالشهای مهم آینده خواهد بود. بنابراین، توسعه فناوریهای حفظ حریم خصوصی و روشهای امنتر برای مدیریت دادهها میتواند به پذیرش گستردهتر بلاکچین در حوزههای مالی و سازمانی کمک کند.
جمعبندی
بلاک چین را میتوان فناوریای برای ثبت و هماهنگسازی دادهها میان چندین مشارکتکننده دانست که در شبکههای عمومی میتواند بدون اتکا به یک نهاد مرکزی، امکان انتقال و ثبت دارایی و اطلاعات را فراهم کند. بیت کوین نخستین کاربرد بزرگ این فناوری بود، اما مسیر توسعه بلاکچین در سالهای اخیر بسیار فراتر از ارزهای دیجیتال رفته و قراردادهای هوشمند، دیفای، استیبلکوینها، توکنسازی داراییها و راهکارهای لایه دوم را نیز دربر گرفته است.
در کنار فرصتهای تازه، چالشهایی مانند مقیاسپذیری، هزینه، امنیت، حریم خصوصی و قوانین و مقررات همچنان پیش روی این فناوری قرار دارند. بنابراین آینده بلاکچین به این بستگی دارد که تا چه اندازه بتواند این موانع را پشت سر بگذارد و استفاده از خدمات مبتنی بر آن را برای کاربران و کسبوکارها سادهتر و قابل اعتمادتر کند. مسیر بلاکچین هنوز تمام نشده و احتمالاً مهمترین کاربردهای آن در سالهای پیش رو شکل خواهند گرفت.
سوالات متداول
بلاک چین نوعی دفتر کل توزیعشده است که دادهها را به شکلی غیرمتمرکز در ساختارهایی به نام بلاک ثبت و ذخیره میکند.
بلاکچین یک فناوری برای توسعه دفتر کل توزیعشده است، در حالی که بیت کوین یک شبکه بلاکچینی و ارز دیجیتالی بر بستر این شبکه است.
بیت کوین، اتریوم، سولانا، بایننس اسمارت چین، کاردانو، آوالانچ و ترون برخی از پرطرفدارترین شبکههای بلاکچینی هستند که هرکدام کاربردهای خاص خود را دارند.
ساخت بلاکچین بهنحوی که کارآمد و پایدار باشد، نیاز به تسلط به زبانهای برنامهنویسی و مفاهیم مربوط به شبکههای بلاکچینی دارد.
سولانا، TON، فانتوم و الگورند برخی از بلاکچینهایی هستند که به سرعت زیاد در پردازش تراکنشها شهرت دارند.
شبکه اتریوم با دهها میلیارد دلار دارایی قفلشده و میزبانی از تعداد بسیار زیادی پروتکل، توکن یا NFT، بزرگترین بلاکچین محسوب میشود.
لایه دوم (Layer 2) مجموعهای از راهکارهاست که برای افزایش ظرفیت شبکه اصلی و کاهش هزینه تراکنشها طراحی شدهاند.




عالیه