واژه بلاک چین (Blockchain) ترکیبی از دو کلمه Block (بلوک) و Chain (زنجیره) است که این فناوری را در حقیقت زنجیره‌ای از بلوک‌ها را نشان می دهد .
در عصر تکنولوژی، دیتا و اطلاعات حرف اول را می‌زنند و روزانه انبوهی از داده ها و اطلاعات در دنیای تکنولوژی تولید می‌شود . اما نگهداری، ثبت و استفاده درست از این اطلاعات است که بشر را به سمت پیشرفت و آسایش سوق می‌دهد.فناوری نوظهور blockchain (که از آن به عنوان بزرگترین اختراع بشر بعد از اینترنت یاد می شود) نقشی بزرگ در این راه ایفا می‌کند و با ظرفیت های موجود در خود نشان داده است قصد کمک به هرچه سریعتر پیمودن این راه را دارد.
البته فناوری “بلاکچین” برخلاف آن چیزی که اغلب تصور می‌شود، فقط برای بانکداری نیست، بلکه کل دنیای فناوری و به خصوص بخش تولید هوشمند را نیز دستخوش تغییر اساسی خواهد کرد.
بلاکچین در اصل یک فهرست قابل گسترش و بسط پذیر یا مخزن و ذخیره‌گاه تراکنش‌ها و سوابقی است که شامل داده‌هایی است که نمایانگر معاملات دستگاه‌ها یا اعضای یک شبکه هستند. این تراکنش‌ها که “بلوک” نامیده می‌شوند، با استفاده از الگوریتم “هش”(hash) رمزگذاری می‌شوند و شبکه از طریق اعمال ریاضی پیچیده به هم پیوسته می‌شود و اطمینان حاصل می‌کند که هر معامله در جای مناسب خود قرار بگیرد.
به عبارتی دیگر ، از آنجا که دنیای تولید نسبت به هر دوره دیگری بیشتر مبتنی بر فناوری است و ارتباط آن با فناوری هر روزه عمیق‌تر می‌شود، بدین معنی است که تعداد زیادی از داده‌های اختصاصی و مهم تولید به سیستمهای دیجیتالی منتقل می‌شوند و از آنها می‌گذرند.
اگر طی ۱۰ سال اخیر بانکداری، سرمایه‌گذاری و یا ارز رمزنگاری شده(رمز ارز) را دنبال کرده باشید، ممکن است با واژه و مفهوم بلاکچین که فناوری ثبت تراکنش‌ها و فناوری پشتیبان بیت‌کوین است، آشنا شده باشید. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد بلاکچین باید دانست که بلاکچین یک دفتر کل توزیع شده، غیر متمرکز و عمومی است. البته فهمیدن نحوه کارایی بلاکچین به پیچیدگی فهمیدن جمله قبل نیست.
اگر این فناوری بسیار پیچیده است، چرا آن را بلاکچین می‌نامند؟ بلاکچین در پایین‌ترین سطح خود، به معنای واقعی کلمه یک زنجیره از بلوک‌های دیجیتالی است. وقتی ما از کلمات “بلوک” و “زنجیره” در این زمینه صحبت می‌کنیم، در واقع درباره اطلاعات دیجیتال(بلوک) ذخیره شده در پایگاه داده عمومی(زنجیره) صحبت می‌کنیم.
بلوک‌ها در زنجیره بلوکی از قطعات دیجیتالی اطلاعات تشکیل شده‌اند. به طور مشخص آنها سه بخش دارند:
۱. بلوک‌ها اطلاعات مربوط به معاملات مانند تاریخ، زمان و مقدار دلاری خرید اخیر کاربران از سایت‌های خرده‌فروش اینترنتی مانند آمازون را ذخیره می‌کنند.
۲. بلوک‌ها اطلاعات مربوط به اینکه چه کسی در تراکنش‌ها دخیل است را ذخیره می‌کند. مثلاً یک بلوک برای خرید شما از آمازون، بلوک نام مستعار منحصر به فرد شما را همراه با سایت آمازون ثبت می‌کند. بنابراین به جای استفاده از نام واقعی شما، خرید شما بدون هیچ اطلاعات شناسایی هویت و با استفاده از یک امضای دیجیتال منحصر به فرد مانند یک نام کاربری ثبت می‌شود.
۳. بلوک‌ها اطلاعاتی را ذخیره می‌کنند که آنها را از بلوک‌های دیگر متمایز می‌کند. مثل اینکه دو نفر نام‌های متفاوتی دارند تا از یکدیگر تشخیص داده شوند، هر بلوک هم یک کد منحصر به فرد به نام “هش”(hash) ذخیره می‌کند که به ما اجازه می‌دهد آن را از هر بلوک دیگر متمایز بدانیم.
یک بلوک واحد در بلاکچین بسته به اندازه تراکنش‌ها می‌تواند تا یک مگابایت داده ذخیره کند. به این معنی که یک بلوک واحد می‌تواند چند هزار تراکنش را زیر یک سقف جمع کند.
هنگامی که یک بلوک داده‌های جدید را ذخیره می‌کند، در انتها به زنجیره بلوکی اضافه می‌شود. زنجیره بلوکی همانطور که از نامش پیداست، متشکل از چند بلوک متصل شده است و برای اینکه یک بلوک به بلاکچین اضافه شود، باید چهار چیز اتفاق بیافتد: معامله باید رخ دهد، باید تأیید شود، باید در یک بلوک ذخیره شود و در نهایت باید یک “هش” به آن بلوک اختصاص داده شود.
هنگامی که یک بلوک جدید به بلاکچین اضافه می‌شود، در معرض دید همگان قرار می‌گیرد و به صورت عمومی در دسترس است. اگر نگاهی به بلاکچین بیت‌کوین بیاندازید، خواهید دید که شما به داده‌های تراکنش، همراه با اطلاعات در مورد زمان، مکان و کسی که بلوک را به بلاکچین اضافه کرده، دسترسی دارید.
فناوری بلاکچین با چندین روش حافظ مسائل امنیتی است. اول اینکه بلوک‌های جدید همیشه به صورت خطی و با زمان‌بندی ذخیره می‌شوند. به عبارت دیگر آنها همیشه به انتهای بلاکچین اضافه می‌شوند. به عنوان مثال اگر نگاهی به بلاکچین رمزارز بیت‌کوین بیاندازید، می‌بینید که هر بلوک موقعیتی را در زنجیره دارد به نام “هِیت” به معنی ارتفاع. پس از اینکه یک بلوک به انتهای بلاکچین اضافه شد، به عقب برگشتن و تغییر محتویات بلوک بسیار دشوار است، چرا که هر بلوک حاوی “هش” مخصوص خود همراه با “هش” بلوک قبل از خود است.
کدهای “هش” توسط یک تابع ریاضی ایجاد می‌شوند که اطلاعات دیجیتال را به یک رشته از اعداد و حروف تبدیل می‌کند. اگر اطلاعات بلوک به هر نحوی ویرایش شود، کد “هش” نیز تغییر می‌کند.
به همین دلیل است که بلاکچین امنیت بالایی دارد. بنابراین اگر یک هکر بخواهد یکی از تراکنش‌ها در یکی از بلوک‌ها را دستکاری کند مجبور خواهد بود تمام بلوک‌های بعد از آن را نیز دستکاری کند و برای این کار باید ابتدا کدهای هش هر بلوک را پیدا کند که چیزی در حد غیرممکن است.
برای حل مسئله اعتماد، شبکه‌های بلاکچین مسائل ریاضی را برای رایانه‌هایی که می‌خواهند به شبکه بپیوندند و بلوک به آن اضافه کنند، طراحی می‌کند. این مسائل که “مدل‌های اجماع” نامیده می‌شوند از کاربران می‌خواهند که خود را قبل از اینکه بتوانند به شبکه بلاکچین بپیوندند، اثبات کنند. یکی از رایج‌ترین نمونه‌های آن “اثبات کارکرد”(proof of work) نامیده می‌شود که توسط بیت‌کوین به خدمت گرفته شده است.
“اثبات کارکرد” حمله هکرها را غیرممکن نمی‌کند، اما این کار را تا حدودی بی‌فایده می‌کند. اگر یک هکر بخواهد به بلاکچین حمله کند، باید مسائل پیچیده محاسباتی ریاضی را حل کند که شانس وی تنها ۱ در ۵.۸ تریلیون است.
با اینکه اطلاعات شخصی در بلاکچین خصوصی و محرمانه است، این فناوری تقریباً همیشه “منبع باز “(open source) است.
در حالی که پیشرفت‌های قابل ملاحظه‌ای برای بلاکچین وجود دارد، این فناوری با چالش‌های مهمی نیز روبروست. موانع برای استفاده از فناوری بلاکچین فقط فنی نیستند. چالش‌های اصلی، سیاسی و نظارتی هستند. زیرا هزینه زیادی برای طراحی نرم‌افزارهای مناسب و برنامه نویسی متناسب با این فناوری نیاز است و نظام مالی و زیرساخت‌های کشورها برای استفاده از این فناوری باید دگرگون شود.
اگرچه بلاکچین می‌تواند در هزینه کاربران صرفه‌جویی کند، اما این فناوری تا رایگان شدن راه زیادی دارد. برای مثال، سیستم “اثبات کارکرد” که بیت‌کوین برای تأیید اعتبار تراکنش‌ها از آن استفاده می‌کند، مقدار زیادی انرژی و توان محاسباتی را مصرف می‌کند. مثلاً قدرتی که میلیون‌ها رایانه در شبکه بیت‌کوین مصرف می‌کنند نزدیک به مصرف انرژی کشور دانمارک در یک سال است.
در بیان دیگر بلاک چین را یک به عنوان بایگانی که اطلاعات روی آن ثبت می شوند، در نظر بگیرید. شاید یک بلاک چین با چیزهایی که با آن بیشتر آشنا هستید، خیلی تفاوت نداشته باشد. مثل ویکیپدیا.
با استفاده از یک بلاکچین، افراد زیادی می‌توانند سوابق مختلفی را به یک نوع بایگانی اطلاعات وارد کنند و همچنین کاربران می‌توانند چگونگی ثبت و به‌روزرسانی اطلاعات را کنترل کنند.
ساختار و نوع کار این فناوری خیلی با نوع کار وب‌سایت ویکیپدیا تفاوت ندارد. مقالات وب‌سایت دانشنامه آنلاین ویکیپدیا هم محصول یک نویسنده نیستند. هر کسی می‌تواند با رعایت قوانین ویکیپدیا، در این سایت مطلب منتشر کند. بنابراین در ویکیپدیا هم فقط یک فرد اطلاعات را کنترل نمی‌کند.
با این حال، با بررسی‌های عمیق‌تر، تفاوت‌هایی که باعث می‌شود فناوری بلاک چین منحصر به فرد باشد، روشن می‌شود. در حالی که هر دو در شبکه‌های توزیع‌شده (اینترنت) اجرا می‌شوند، ویکیپدیا در شبکه جهانی وب (WWW)، با استفاده از یک مدل «کلاینت سرور»، طراحی شده است.
این یعنی در ویکیپدیا، داده‌ها روی سرور متمرکز ذخیره می‌شوند. حتی اگر کاربران هم نخواهند، یک یا چند نفر به تمام داده‌ها کنترل دارند و می‌توانند آنها را تغییر دهند یا به طور کامل حذف کنند.در ویکیپدیا، یک کاربر (کلاینت)، با مجوزهایی که در حساب کاربری خود توسط سیستم برایش تعیین می‌شود، قادر است همه یا برخی از ورودی‌های ویکیپدیا را که در یک سرور متمرکز ذخیره شده‌اند، تغییر دهد.
هر زمان که یک کاربر به صفحه ویکیپدیا دسترسی پیدا کند، نسخه به‌روزشده یک مطلب در دیتابیس (مسترکپی) را دریافت می‌کند. اما تفات اصلی این است که کنترل پایگاه داده همچنان با مدیران ویکیپدیا باقی می‌ماند و کنترل دسترسی‌ها و مجوزها توسط یک مقام مرکزی حفظ می‌شود. به نوعی مدیران ویکیپدیا می‌توانند یک مقاله را هر زمان که بخواهند حذف کنند. اما در بلاک چین، مالک اطلاعات پایگاه داده، همان کاربران شبکه هستند و اطلاعات ثبت‌شده روی آن پاک نمی‌شود.
همانطور که گفتیم بیت کوین و ارزهای دیجیتال غیرمتمرکز، مهم‌ترین و موفق‌ترین کاربرد فناوری بلاک چین هستند. به عنوان مثال، در بیت کوین با استفاده از این فناوری امکان تقلب، دوبار خرج کردن پول و برگشت تراکنش‌ها از بین می‌رود.
اما این فناوری می‌تواند به جز ارزهای دیجیتال، کاربردهای زیاد دیگری هم داشته باشد و هر کجا نیاز به فضایی برای ذخیره داده و از بین بردن نیاز به اعتماد باشد، امکان استفاده از آن وجود دارد.
به عنوان نمونه، انتخابات الکترونیکی و بدون تقلب می‌تواند یکی از کاربردهای بلاک چین باشد. با استفاده از این نوآوری می‌توان تا حد زیادی خطر تقلب در انتخابات و نیاز به نیروی انسانی را کاهش داد.یا برای یک نمونه دیگر می‌توان به استفاده از بلاک چین در زنجیره تأمین و حمل و نقل اشاره کرد. کارخانه‌جات و شرکت‌های تولیدکننده می‌توانند اطلاعات کالاها و حمل و نقل خود را از ابتدا تا رسیدن به دست مشتری روی پایگاه داده ثبت می‌کنند که این کار اصالت کالاها و کیفیت مواد اولیه را برای مشتری تضمین می‌کند.
با این فناوری می‌توان درست مثل یک جامعه یا سازمان، نوعی حاکمیت را در یک سیستم به وجود آورد که همه بتوانند نسبت به سهامشان و اختیاراتی که دارند در جلو بردن آن سیستم سهیم باشند.همچنین با این فناوری می‌شود دارایی‌ها را به توکن‌های دیجیتال تبدیل کرد و آنها را به صورت یک دارایی قابل انتقال عرضه کرد. به عنوان مثال، می‌توان ارزش یک خانه را به هزاران توکن دیجیتال تبدیل کرد و آنها را نسبت به بودجه متقاضیان به فروش رساند تا افراد زیادی (حتی از کشورهای دیگر) بتوانند در آن خانه سرمایه‌گذاری کنند.
بلاک چین یک فناوری جدید است که امکان ثبت اطلاعات به صورت دائمی و بدون امکان تغییر را فراهم می‌کند. این فناوری در حقیقت نوعی دیتابیس یا پایگاه داده است که روی یک یا چند سرور خاص قرار ندارد، بلکه روی تمام کامپیوترهایی که به شبکه متصل می‌شوند، توزیع شده است. به دلیل بهره بردن از رمزنگاری و ثبت آن در همه کامپیوترهای شبکه، سوابق ثبت‌شده قابل هک یا حذف نیستند.
بیت کوین اولین کاربرد این فناوری بود اما از این سیستم انقلابی برای هر سیستمی که لازم باشد نیاز به اعتماد به واسطه‌ها و افراد شخص ثالث کاهش یابد، می‌توان بهره برد.