بلاک چین چیست و چگونه کار میکند؟

بلاک چین به زبان ساده

بلاک چین (Blockchain) چیست، چگونه کار می‌کند و چه کاربردهایی دارد؟ این‌ها سوالات متداولی هستند که در مورد این فناوریِ انقلابی پرسیده می‌شود و احتمالاً درک آن برای افراد تازه‌کار و حتی برای حرفه‌ای‌ها چندان ساده نباشد. با ما همراه باشید تا به تمام این سوالات به زبان ساده پاسخ بدهیم.

بلاک چیست؟

بلاک‌‌‌ها بخش اصلی فناوری بلاکچین هستند. آن‌‌‌ها را می‌توان صفحات دفتر کل توزیع شده‌ بلاکچین دانست. هر بلاک حاوی اطلاعاتی مانند تراکنش‌ها‌ی صورت گرفته در بستر بلاکچین که عبارتند از: زمان انجام تراکنش، آدرس عمومی فرستنده و آدرس عمومی گیرنده، هش اختصاصی خود و هش بلاک قبلی است.
تمام این اطلاعات بر روی بلاک‌‌ها به‌صورت دائمی ذخیره می‌شود و به هیچ عنوان قابل تغییر یا حذف نیستند. این ویژگی را سیستم رمزنگاری شبکه در بلاک‌ها ایجاد می‌کند.
بلاک بلاکچین دارای بخش‌های مختلفی است که یک هدف واحد را دنبال می‌کنند. هر یک از بخش‌‌های آن وظایف مخصوص به خود دارند که در ادامه بیشتر با آن‌ها آشنا خواهیم شد.

ساختار بلاک بلاکچین

به‌طور کلی، بلاک بلاکچین را می‌توان یک فایل ذخیره‌سازی داده‌ به‌صورت دائمی دانست. هر بلاک از دو بخش هدر بلاک (Block Header) و بدنه‌ بلاک (Block Body) تشکیل شده است. هدر بلاک خود شامل چندین بخش با وظایف مختلف است و بدنه بلاک محل بارگیری یا ذخیره اطلاعات بلاک به حساب می‌آید.

بلاک‌چین به زبان ساده یعنی چه؟

۱. هدر بلاک|Header Block

هدر بلاک نقش اساسی در فرایندهای شبکه بلاکچین دارد. بلاک‌ها از طریق هدر به یکدیگر متصل می‌شوند و از طریق هش هدر در شبکه شناسایی می‌شوند. هدر به ۶ بخش که عبارتند از:‌ نسخه برنامه، هش بلاک قبلی، هش ریشه درخت مرکل،‌ برچسب زمانی،‌ هدف و عدد نانس، تقسیم می‌شود. هر یک از این بخش‌ها وظایفی از عملیات کلی بلاک را بر‌عهده دارند.

۱.۱. نسخه برنامه (Version)

شماره نرم‌افزار یا نسخه برنامه به منظور توصیف ساختار داده‌های داخل بلاک استفاده می‌شود. از طریق این شماره سریال، رایانه‌ها می‌توانند محتوای بلاک را به‌راحتی بخوانند. همچنین ماینرها از طریق این شماره می‌توانند مشخص کنند برای فعالیت درون شبکه از چه پروتکلی پیروی می‌کنند.

۱.۲. برچسب زمانی (Time)

این پارامتر زمان ایجاد هر بلاک را مشخص می‌کند.

۱.۳. هش بلاک قبلی (Last Block)

هش بلاک قبلی برای جلوگیری از سانسور و تقلب در بستر بلاکچین در کنار داده‌های موجود در بلاک قرار می‌گیرد. این بخش از بلاک به‌نوعی تضمین کننده‌ی غیرقابل تغییر و حذف بودن اطلاعات داخل بلاکچین است.
اگر کسی قصد تغییر داده‌های موجود در یک بلاک از سیستم کلی را داشته باشد، باید هش بلاک قبلی را نیز تغییر دهد. به‌عبارت دیگر،‌ باید هش تمام بلاک‌های قبلی را تا نخستین بلاک ایجاد شده در زنجیره تغییر دهد که این روند غیرممکن است و هیچ‌گاه اطلاعات داخل بلاکچین تغییر نخواهد کرد.

۱.۴. هش درخت مرکل (Merkle Root)

می‌توان تمام اطلاعات موجود بلاک که شامل اطلاعات تراکنش‌ها‌ (زمان انجام، آدرس فرستنده و گیرنده)، هش اختصاصی و هش بلاک قبلی است را در یک هش واحد جمع آوری کرد. به این مقدار هش، هش درخت مرکل یا درخت درهم‌ساز می‌گویند.

درخت مرکل چیست؟

این درخت نام خود را از ریاضی‌دان معروف، رالف مرکل گرفته است. با استفاده از این فناوری می‌توان اطلاعات بسیاری را توسط یک هش ارائه کرد. به این ترتیب که داده‌‌ها هش می‌شوند، سپس مقدار‌های هش با یکدیگر ادغام شده و تبدیل به یک هش واحد می‌شوند. این هش واحد، ریشه درخت مرکل نام دارد. برگ‌های این درخت تراکنش‌های صورت گرفته در شبکه هستند و شاخه‌های درخت، هش برگ‌ها هستند.
تا زمانی که شاخه‌‌ها و برگ‌های درخت مشخص باشند، ساخت ریشه هش بسیار آسان و سریع صورت می‌گیرد. اما طبق قانون توابع هش که به‌دست آوردن ورودی از خروجی هش تقریباً غیر‌ممکن است (‌یک‌طرفه بودن تابع هش)؛‌ در صورتی‌که هش ریشه درخت مرکل یا درخت درهم‌ساز مشخص باشد اما برگ‌‌ها (تراکنش‌ها) و شاخه‌ها (هش تراکنش‌ها) نامشخص باشند، حدس زدن تراکنش‌ها کار دشواری است.

بلاک چین چیست و چگونه کار میکند

۱.۵. هدف (Target)

اندازه هش با بیت اندازه‌‌گیری می‌شود. هش فعلی بلاک باید کوچک‌تر یا مساوی هش هدف باشد. هرچه تعداد صفرهای اول مقدار هش بیشتر باشد؛ کوچک‌تر است. هدف سختی در بلاک مشخص کننده‌ی میزان کوچکی مقدار هش است. یعنی تعیین می‌کند هش چقدر کوچک باشد تا ماینرهای شبکه اعتبار آن را برای ثبت در سیستم تایید کنند.

۱.۶. عدد نانس (Nonce)

نانس به عددی گفته می‌شود که تنها یک بار استفاده می‌شود (Number Only Used Once) و از طریق آن ماینرها می‌توانند هش کمتر از هدف سختی شبکه را حدس بزنند. این عدد از طریق الگوریتم اثبات کار (PoW) به هش بلاک اضافه می‌شود.
بلاک‌ها به تنهایی هش نمی‌شوند و به یک عدد دیگر برای فرایند رمزنگاری نیاز دارند. نانس همان عدد است.

۲. بدنه بلاک|Block Body

بدنه بلاک محل ذخیره‌ی تاریخچه‌ی تراکنش‌های تایید شده است. هنگامی که ماینرها یک بلاک را ایجاد می‌کنند، در واقع یک تراکنش را اعتبارسنجی و تایید کرده‌اند. آن‌ها برای تایید این تراکنش‌ها، بررسی می‌کنند که فرستنده به میزان تراکنش موردنظر، ارز در حساب خود دارد یا خیر. این سوابق برای بررسی راحت‌تر در بدنه‌ بلاک ذخیره می‌شود.

بلاک‌ بلاکچین چگونه ساخته می‌شود؟

بلاک‌ها توسط استخراج‌ کنندگان یا همان ماینرها ایجاد می‌شوند. تراکنش‌ها در بلاکچین به سرعت و در همان زمان انتشار در شبکه انجام نمی‌شوند. آن‌‌ها در استخر حافظه (Memory Pool)‌ ذخیره می‌شوند و در انتظار تایید گره‌ها‌ (کاربران شبکه بلاکچین) می‌مانند.
در این مرحله، ماینرها تراکنش‌ها را برای تایید کردن انتخاب می‌کنند و در بلاک کاندید قرار می‌دهند. سپس برای افزودن این بلاک به شبکه بلاکچین تلاش می‌کنند.

بلاک‌ها چطور به بلاکچین اضافه می‌شوند؟

ماینر بلاک کاندید را با بلاک هدر و بهترین عدد نانس بر اساس هدف سختی شبکه به زنجیره بلاک‌‌ها یا همان بلاکچین اضافه می‌کند.
به این ترتیب که بلاک جدید را به طوری که هش آن کم‌‌تر از هدف سختی شبکه باشد، هش می‌کنند.
سختی شبکه میزان دشواری استخراج بلاک جدید است و در بلاکچین‌‌های مختلف متفاوت است. برای بلاکچین بیت کوین از سال ۲۰۱۶ به بعد این میزان در بازه‌های زمانی مختلف تغییر کرده است تا زمان استخراج هر بلاک به‌طور میانگین ۱۰ دقیقه باقی بماند.

مقاله در مورد بلاک چین

صحبت پایانی

عملیات استخراج بلاک بلاکچین یک فرایند تکراری است که توسط ماینرها به‌طور دائم صورت می‌گیرد. این فرایند از طریق حل مسائل پیچیده‌ی ریاضی انجام می‌شود. ماینرها برای حدس زدن پاسخ این معادلات از توان پردازشی سیستم‌های کامپیوتر خود و یا دستگاه‌های ماینینگ استفاده می‌کنند.
استخراج بلاک‌‌ها برای استخراج کنندگان پاداش دارد و این فرایند در بستر بلاکچین رقابتی است. ماینری که زودتر پاسخ مسئله‌ی طرح شده توسط سیستم را پیدا کند و تراکنش را تایید کند، پاداش استخراج را از آن خود می‌کند.

۵ ۱ vote
امتیاز بدهید
guest
0 دیدگاه ها
Inline Feedbacks
مشاهده همه دیدگاه ها
0
دیدگاه خود را به اشتراک بگذاریدx
()
x