ما هو البلوكشين؟

باختصار، blockchain عبارة عن قائمة من سجلات البيانات التي تعمل بمثابة دفتر أستاذ رقمي لامركزي. يتم تنظيم البيانات في كتل، والتي يتم ترتيبها زمنيًا وتأمينها عن طريق التشفير.

تم إنشاء النموذج الأول لسلسلة الكتل في أوائل التسعينيات عندما استخدم عالم الكمبيوتر ستيوارت هابر والفيزيائي دبليو سكوت ستورنيتا تقنيات التشفير في سلسلة من الكتل كوسيلة لتأمين المستندات الرقمية من التلاعب بالبيانات.

من المؤكد أن عمل هابر وستورنيتا ألهم عمل العديد من علماء الكمبيوتر الآخرين وعشاق التشفير - مما أدى في النهاية إلى إنشاء بيتكوين كأول نظام نقدي إلكتروني لامركزي (أو ببساطة أول عملة مشفرة).

على الرغم من أن تقنية blockchain أقدم من العملات المشفرة، إلا أنه لم يتم التعرف على إمكاناتها إلا بعد إنشاء Bitcoin في عام 2008. منذ ذلك الحين، يتزايد الاهتمام بتكنولوجيا البلوكشين تدريجيًا، ويتم الآن الاعتراف بالعملات المشفرة على نطاق أوسع.

تُستخدم تقنية Blockchain في الغالب لتسجيل معاملات العملات المشفرة، ولكنها تناسب العديد من الأنواع الأخرى من البيانات الرقمية ويمكن تطبيقها على مجموعة واسعة من حالات الاستخدام. أقدم شبكة blockchain وأكثرها أمانًا وأكبرها هي Bitcoin، والتي تم تصميمها بمزيج دقيق ومتوازن من التشفير ونظرية الألعاب.

كيف تعمل تقنية البلوكتشين؟

في سياق العملات المشفرة، تتكون سلسلة الكتل من سلسلة مستقرة من الكتل، كل واحدة منها تخزن قائمة من المعاملات المؤكدة مسبقًا. نظرًا لأن شبكة blockchain تتم صيانتها بواسطة عدد لا يحصى من أجهزة الكمبيوتر المنتشرة حول العالم، فإنها تعمل كقاعدة بيانات لامركزية (أو دفتر أستاذ). وهذا يعني أن كل مشارك (عقدة) يحتفظ بنسخة من بيانات البلوكشين، ويتواصلون مع بعضهم البعض للتأكد من أنهم جميعًا على نفس الصفحة (أو الكتلة).

لذلك، تتم معاملات blockchain ضمن شبكة عالمية من نظير إلى نظير وهذا ما يجعل Bitcoin عملة رقمية لا مركزية بلا حدود ومقاومة للرقابة. بالإضافة إلى ذلك، تعتبر معظم أنظمة البلوكشين غير موثوقة لأنها لا تتطلب أي نوع من الثقة. لا توجد سلطة واحدة تسيطر على البيتكوين.

الجزء الرئيسي من كل سلسلة بلوكتشين تقريبًا هو عملية التعدين، والتي تعتمد على خوارزميات التجزئة. تستخدم Bitcoin خوارزمية SHA-256 (خوارزمية التجزئة الآمنة 256 بت). فهو يأخذ مدخلاً بأي طول ويولد مخرجات سيكون لها دائمًا نفس الطول. يُطلق على الإخراج الناتج اسم "التجزئة"، وفي هذه الحالة، يتكون دائمًا من 64 حرفًا (256 بت).

لذا فإن نفس المدخلات سيؤدي إلى نفس المخرجات، بغض النظر عن عدد مرات تكرار العملية. ولكن إذا تم إجراء تغيير بسيط على المدخلات، فإن الإخراج سوف يتغير تماما. على هذا النحو، تعتبر وظائف التجزئة حتمية، وفي عالم العملات المشفرة، تم تصميم معظمها كوظيفة تجزئة أحادية الاتجاه.

كونها دالة ذات اتجاه واحد يعني أنه يكاد يكون من المستحيل حساب المدخلات من المخرجات. يمكن للمرء أن يخمن فقط ما هو الإدخال، ولكن احتمالات التخمين بشكل صحيح منخفضة للغاية. وهذا هو أحد الأسباب التي تجعل blockchain Bitcoin آمنًا.

الآن بعد أن عرفنا ما تفعله الخوارزمية، دعنا نوضح كيفية عمل blockchain من خلال مثال بسيط للمعاملة.

تخيل أن لدينا أليس وبوب مع رصيد البيتكوين الخاص بهم. لنفترض أن أليس مدينة لبوب بقطعتين من البيتكوين.

لكي ترسل أليس لبوب 2 بيتكوين، تبث أليس رسالة تتضمن المعاملة التي تريد إجراؤها إلى جميع القائمين بالتعدين في الشبكة.

في تلك المعاملة، تعطي أليس عنوان عمال المناجم بوب وكمية عملات البيتكوين التي ترغب في إرسالها، بالإضافة إلى التوقيع الرقمي ومفتاحها العام. يتم التوقيع باستخدام مفتاح أليس الخاص، ويمكن لعمال المناجم التحقق من أن أليس، في الواقع، هي مالكة تلك العملات.

بمجرد أن يتأكد القائمون بالتعدين من صحة المعاملة، يمكنهم وضعها في كتلة مع العديد من المعاملات الأخرى ومحاولة تعدين الكتلة. ويتم ذلك عن طريق وضع الكتلة من خلال خوارزمية SHA-256. يجب أن يبدأ الإخراج بمقدار معين من الأصفار حتى يتم اعتباره صالحًا. يعتمد مقدار الأصفار المطلوبة على ما يسمى "الصعوبة"، والتي تتغير اعتمادًا على مقدار قوة الحوسبة الموجودة على الشبكة.

من أجل إنتاج تجزئة مخرجات بالكمية المطلوبة من 0 في البداية، يضيف القائمون بالتعدين ما يسمى "nonce" إلى الكتلة قبل تشغيلها عبر الخوارزمية. نظرًا لأن التغيير البسيط في المدخلات يؤدي إلى تغيير المخرجات تمامًا، فإن القائمين بالتعدين يجربون أرقامًا عشوائية عشوائية حتى يعثروا على تجزئة مخرجات صالحة.

بمجرد أن يتم تعدين الكتلة، يقوم عامل التعدين ببث تلك الكتلة التي تم تعدينها حديثًا إلى جميع عمال المناجم الآخرين. ثم يقومون بعد ذلك بالتحقق للتأكد من أن الكتلة صالحة حتى يتمكنوا من إضافتها إلى نسختهم من blockchain وإكمال المعاملة. ولكن في الكتلة، يحتاج القائمون بالتعدين أيضًا إلى تضمين تجزئة الإخراج من الكتلة السابقة بحيث يتم ربط جميع الكتل معًا، ومن هنا جاء اسم blockchain. وهذا جزء مهم بسبب الطريقة التي تعمل بها الثقة في النظام.

كل عامل تعدين لديه نسخته الخاصة من blockchain على جهاز الكمبيوتر الخاص به، ويثق الجميع في أي blockchain يحتوي على أكبر قدر من العمل الحسابي، وهو أطول blockchain. إذا قام المُعدن بتغيير معاملة في كتلة سابقة، فسوف تتغير تجزئة الإخراج لهذه الكتلة، مما يؤدي إلى تغيير جميع التجزئة بعد ذلك أيضًا بسبب إعجاب الكتل بالتجزئة. سيتعين على القائم بالتعدين إعادة كل العمل حتى يتمكن أي شخص من قبول blockchain الخاص به باعتباره العمل الصحيح. لذا، إذا أراد عامل التعدين الغش، فسوف يحتاج إلى أكثر من 50% من قوة الحوسبة للشبكة، وهو أمر مستبعد جدًا. تسمى هجمات الشبكة مثل هذه بهجمات 51٪.

يُطلق على نموذج جعل أجهزة الكمبيوتر تعمل من أجل إنتاج الكتل اسم Proof-of-Work (PoW)، وهناك أيضًا نماذج أخرى مثل Proof-of-Stake (PoS) التي لا تتطلب قدرًا كبيرًا من الطاقة الحاسوبية وتهدف إلى استهلاك قدر أقل من الكهرباء. مع القدرة على التوسع لعدد أكبر من المستخدمين.