بلاک‌چین بیت کوین چیست؟ راهنمای فناوری بیت کوین

بلاک‌چین بیت کوین تلفیقی از بیت کوین (BTC) و بلاک‌چین است. شخص یا گروهی از افراد به نام ساتوشی ناکاموتو پروتکل بیت کوین را در سال 2008 ایجاد کردند تا کنترل پول را در زمانی که نهادهای متمرکز دنیا شکست خورده بودند، غیرمتمرکز کند. در وایت پیپر بیت کوین مجموعه‌‌ای از قوانین محاسباتی مشخص شد که نوع جدیدی از پایگاه داده توزیع شده را به نام بلاک‌چین تعیین می‌کند. این شبکه در ماه ژانویه 2009 راه اندازی شد.
شناخته‌شده‌ترین ارز دیجیتال، رمزارز بیت کوین بوده که که فناوری بلاک چین برای آن طراحی شده است. ارز دیجیتال، مانند دلار یا هر واحد پولی دیگر، یک وسیله مبادله دیجیتال است که از تکنیک‌های دیجیتال و کدگذاری برای نظارت بر ایجاد واحدهای پولی و تأیید نقل و انتقالات مالی استفاده می‌کند. در ادامه به بررسی دقیق‌تر این فناوری می‌پردازیم.

بلاک چین چیست و چگونه عمل میکند؟

بلاک‌چین بیت کوین به داده های ذخیره شده در “بلوک های” اطلاعاتی اشاره دارد که سپس در یک “زنجیره” دائمی به هم مرتبط می شوند. این بلاک‌ها مجموعه ای از تراکنش های بیت کوین از یک دوره خاص است. پشته های بلوک ها روی هم انباشته می شوند و هر بلوک جدید به بلوک های قبلی تکیه می کند. در نتیجه، زنجیره‌ای از بلوک‌ها تشکیل می‌شود که باعث پیدایش کلمه «blockchain» می‌شود.

این فناوری به گونه‌ای است که هر بار که یک بلوک جدید اضافه می‌شود، بلوک‌های قبلی را غیرقابل تغییر می‌کند. این کار تضمین می‌کند که هر بلوک در طول زمان ایمن‌تر است و این نمونه‌ای از چگونگی تغییر فناوری بیت کوین در نحوه انجام معاملات بانکی و مالی است.

با این حال، بلاک چین بیت کوین بسیار فراتر از ارز دیجیتال است. اما به واسطه این فناوری اکثر ارزهای دیجیتال از جمله بیت کوین بر روی آن ساخته شده‌اند. بلاک‌چین بیت کوین منحصر به فرد است زیرا اطمینان می‌دهد که تمام تراکنش‌ها دقیق هستند. هر اقدامی در بلاک چین ثبت می‌شود و چیزی از شبکه خارج نمی‌شود. هنگامی که یک عمل در یکی از بلوک‌های اطلاعاتی ثبت و ذخیره می‌شود، دارای مهر زمانی بوده و ایمن است و کل رکورد در دسترس همه افراد سیستم قرار داد.

مزایای بلاک چین

استفاده از شبکه بلاکچین مزایای زیادی دارد. اول، دقت زنجیره. تراکنش هایی که بخشی از بلاک چین هستند باید توسط هزاران رایانه تایید شوند. این امر دخالت انسان در راستی‌آزمایی را حذف می‌کند، به این معنی که خطاهای انسانی کمتر و همچنین ثبت دقیق‌تری از اطلاعات وجود دارد.

اما، اگر یکی از کامپیوترهای شبکه مرتکب اشتباه محاسباتی شود، چه؟ خطا فقط در یک کپی از بلاک چین است. برای گسترش آن، حداقل 51 درصد از شبکه باید همین اشتباه را داشته باشند، که بسیار بعید است.

مزیت دیگر این است که بلاک چین نیاز به تایید کننده‌های شخص ثالث را از بین می برد. هر عضوی از شبکه بیت کوین می‌تواند در هر زمان بلاک چین را بررسی و تأیید کند.

داده‌های بلاک چین غیرمتمرکز هستند، به این معنی که در یک مکان مرکزی ذخیره نمی‌شوند، بلکه کپی و در شبکه وسیعی از رایانه‌ها پخش می‌شوند. این امر دستکاری داده‌ها را برای هر کسی بسیار سخت می‌کند، زیرا برای مثال، یک فرد مخرب برای به خطر انداختن کامل آن نیاز به دسترسی به همه شبکه‌ها دارد.

در نهایت، بخش مهمی از بلاک چین این است که، اگرچه هر کسی که به اینترنت متصل است می‌تواند فهرست تاریخچه تراکنش‌های شبکه و جزئیات دسترسی به تراکنش‌ها را ببیند، اما هیچ‌کس نمی‌تواند به اطلاعات شناسایی کاربرانی که این تراکنش‌ها را انجام می‌دهند دسترسی داشته باشد. همچنین، هر بار که تراکنش ثبت می‌شود، توسط شبکه تأیید می‌گردد، به این معنی که هزاران رایانه‌ای که آن را تشکیل می‌دهند، صحت جزئیات خرید را تأیید می‌کنند.

معایب بلاک چین

اگرچه بلاک چین دارای مزایای بسیاری است، اما مانند هر چیزی، جنبه های منفی خود را دارد. اولین مورد این است که وقتی تعداد کاربران زیادی در شبکه وجود دارد، بلاک چین می‌تواند کند شود. همچنین به دلیل روش کار اجماع آن، مقیاس‌بندی دشوار است.

محدودیت دیگر این است که داده‌های درون بلاک چین تغییرناپذیر هستند، شما نمی‌توانید به عقب برگردید و بلوک قبلی را پس از نوشتن تغییر دهید. برخی ممکن است آن را تقلیدی ببینند که نیاز به نگهداری شخصی دارد، به این معنی که کاربران باید کیف پول خود را حفظ کنند وگرنه ممکن است دسترسی را از دست بدهند.

یک محدودیت بزرگ این است که فناوری بلاک چین هنوز بالغ نشده است. همچنین، قابلیت همکاری با دیگر بلاک چین‌ها و سایر سیستم‌های مالی را ارائه نمی‌دهد و به سختی می‌توان آن را در سیستم‌های قدیمی ادغام کرد.

چگونگی طراحی بلاک‌چین بیت کوین

ایده فناوری بلاک چین در سال 1991 توسط استوارت هابر و دبلیو اسکات استورنتا در مقاله‌ای با عنوان «چگونه یک سند دیجیتالی را زمان‌بندی کنیم» معرفی شد. در این مقاله، آنها استفاده از یک زنجیره پیوسته از مهرهای زمانی را برای ثبت اطلاعات ایمن توضیح دادند.

بیت کوین تا حد زیادی برای تسهیل مبادله ارز دیجیتال بیت کوین ایجاد شد. با این حال، پذیرندگان و مخترعان اولیه به سرعت متوجه شدند که پتانسیل بسیار بیشتری دارد. با در نظر گرفتن این موضوع، آنها بلاک‌چین بیت کوین را بیشتر برای ذخیره‌سازی داده‌های مربوط به حرکت توکن طراحی کردند.

فناوری بیت‌کوین از تراکنش‌های همتا به همتا (P2P) استفاده می‌کند و می‌تواند بدون هیچ بانک یا شخص ثالثی مدیریت هر حرکت و نقل و انتقال مالی را ممکن سازد. همچنین این امکان را فراهم می‌کند تا پرداخت‌های آنلاین مستقیماً از یک شخص به شخص دیگر بدون انجام هیچ موسسه مالی ارسال شود.

بلاک چین بیت کوین نیز غیرمتمرکز است، به این معنی که در یک کامپیوتر اصلی ذخیره نمی‌شود یا توسط یک شرکت کنترل نمی‌شود. بر روی بسیاری از رایانه‌هایی که در شبکه هستند توزیع می‌شود.

در بلاک‌چین بیت کوین کدهایی به نام هش وجود دارد. یک هش برای هر بلوک در بلاک چین منحصر به فرد است. هش کردن به هر کاربر شبکه اجازه می‌دهد تا هر بلوک را شناسایی کند و آنها را به حرکت در زنجیره هدایت می‌کند زیرا هر بلوک دارای هش خاص خود و هش بلوک قبلی است.

با در نظر گرفتن مورد دوم، بخش‌های حیاتی بلاک چین شامل رکوردها، بلاک، هش و زنجیره است. سوابق بلاک و سوابق معاملاتی دو نوع رکورد در بلاک چین هستند. یک بلوک حاوی آخرین تراکنش‌های بیت کوین است که هنوز در هیچ بلوک قبلی ثبت نشده است. سوابق تراکنش شامل داده‌های دارایی، قیمت و مالکیت است که در تمام گره‌ها در چند ثانیه ثبت، تأیید و تسویه می‌شوند.

در اصل، هش یک رشته با طول ثابت است که پس از تبدیل هر طولی از داده‌های ورودی در شبکه بلاک چین ایجاد می‌شود. یک بلوک شبیه به صفحه‌ای در یک دفتر کل یا دفترچه رکورد است و یک زنجیره به بلوک‌های متصل به هم در یک شبکه اشاره دارد.

اصطلاح peer-to-peer یا همتا به همتا به این معنی است که رایانه‌هایی که بخشی از شبکه هستند با یکدیگر برابر نیز میباشند، هیچ گره “ویژه‌ای” وجود ندارد و همه گره‌ها در ارائه خدمات شبکه سهیم هستند. از هزاران گره، بیت کوین تشکیل شده است که پروتکل را اجرا می‌کنند. پروتکل مسئول ایجاد و حفاظت از بلاک چین است.

تشکیل یک شبکه همتا به همتا امکان پذیر است زیرا داده‌های کاربران مربوط به شخص یا نهادی است که با آن در تعامل هستند و آنها وظیفه نگه داشتن و راه‌اندازی شبکه توزیع شده را بر عهده دارند. اطلاعات مربوط به فرد یا نهاد سپس از کیف پول بیت کوین آنها به مکان و آدرس IP آنها منتقل می‌شود که نشان دهنده تعامل بیت کوین همتا به همتا است.

کارکرد بلاک‌چین بیت کوین نیاز به چه نکاتی دارد؟

بیت کوین یک شکل دیجیتالی از پول را در کنار جنبشی برای تمرکززدایی خدمات مالی نشان ایجاد کرده است. قبل از بیت کوین، نیاز به یک شخص ثالث قابل اعتماد برای نگهداری دفتر کل، سیستم ثبت سوابق داده های مالی یک شرکت یا شخص، برای ثبت مالکیت وجود داشت. همه یک کپی از این دفتر کل در شبکه بیت کوین دارند، بنابراین نیازی به شخص ثالث نیست.

هر تراکنش بیت کوین در شبکه بلاک‌چین بیت کوین اتفاق می‌افتد که فضای دیجیتالی است و استخراج بیت کوین و هش در آن اتفاق می‌افتد. قدرت هش قدرت پردازشی است که توسط کامپیوتر یا سخت‌افزار شما برای انجام و حل الگوریتم‌های هش مختلف استفاده می‌ شود. این الگوریتم‌ها برای ایجاد ارزهای دیجیتال جدید و امکان معامله با یکدیگر استفاده می‌شوند. این فرآیند استخراج نامیده می‌شود.

معمولاً صاحبان بیت کوین ارزهای دیجیتال خود را از طریق صرافی ارزهای دیجیتال خریداری می‌کنند، پلتفرمی که تراکنش بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتال را تسهیل می‌کند. دفتر کل غیرمتمرکز شبکه‌ای است که شبکه بلاک‌چین را می سازد. دومی نشان می‌دهد که بیت کوین یک نرم افزار بوده و مجموعه‌ای از فرآیندها است که در آن شرکت‌کنندگان وظایف مختلفی را به عهده دارند.

بلاک چین یک دفتر دیجیتالی از تراکنش‌های تکراری است که در شبکه سیستم‌های کامپیوتری بلاک چین توزیع شده است. هر بلوک در زنجیره شامل چندین تراکنش است و هر زمان که تراکنش جدیدی در بلاک چین اتفاق بیفتد، رکوردی از آن تراکنش به دفتر کل هر شرکت‌کننده اضافه می‌شود.

این پایگاه داده توزیع شده توسط چندین شرکت‌کننده با استفاده از فناوری به نام دفتر کل توزیع شده (DLT) مدیریت می‌شود. بلاک چین نوعی از DLT است که در آن تراکنش‌ها با استفاده از یک امضای دیجیتال تغییرناپذیر به نام هش ثبت می‌شود. سپس تراکنش ها در بلوک ها سازماندهی می شوند. هر بلوک جدید شامل یک هش از بلوک قبلی است که به طور موثر آنها را به هم متصل می کند، به همین دلیل است که دفتر کل توزیع شده معمولاً به عنوان بلاک چین شناخته می‌شود.

بلاک چین به عنوان یک دفتر کل عمل می‌کند و هر تراکنش بیت کوین را ردیابی کرده و خود تأیید می‌کند. به این معنی که کل شبکه گره‌ها، رایانه‌های مختلف شرکت‌کننده در شبکه، به طور مداوم هر حرکت را بررسی و ایمن می‌کند. اینجاست که «ماینرها» وارد عمل می‌شوند. رایانه‌های آن‌ها کارهای سنگین حفظ زنجیره را انجام می‌دهند و بنابراین، بیت کوین را به عنوان پاداش دریافت می‌کنند. این قوانین، در مجموع، پروتکل بیت کوین هستند.

ماینر بیت کوین چیست؟

ماینرهای بیت کوین به رایانه‌هایی با قدرت بالا اشاره می‌کنند که مسائل پیچیده ریاضی را برای ایجاد کوین حل می‌کنند. ماینرها ماشین‌های اختصاصی شبکه هستند که تمام تراکنش‌ها را تأیید و هر عامل مخرب را مسدود می‌کنند. ماینرهای بیت کوین تا جایی که ممکن است تراکنش‌ها را در یک بلوک جمع‌آوری می‌کنند، سپس بلوک را تأیید و با استفاده از یک روش ریاضی آن را به بلاک چین قبلی اضافه می‌کنند. برای تامین قدرت محاسباتی خود به شبکه، ماینرها به بیت کوین تازه ایجاد شده پرداخت می‌شوند.

بلاک چین چگونه کار می‌کند و چه تفاوتی با پایگاه داده دارد؟

بلاک چین نوعی پایگاه داده بوده که مجموعه‌ای از اطلاعات ذخیره شده در یک سیستم کامپیوتری به صورت الکترونیکی است. آنچه در پایگاه‌های داده، اطلاعات یا داده‌ها نگهداری می‌شود معمولاً در قالب جدولی ساختار یافته است که جستجو و فیلتر کردن اطلاعات را آسان‌تر می‌کند. پایگاه‌‌های داده برای ذخیره حجم زیادی از اطلاعات طراحی شده‌اند که می‌توانند در هر زمان به راحتی و به سرعت توسط بسیاری از کاربران قابل دسترسی، فیلتر و ویرایش باشند.

برای انجام این کار، پایگاه‌‌های داده گسترده داده‌ها را بر روی سرورهایی که از رایانه‌های قوی ساخته شده‌اند، نگهداری می‌کنند. این سرورها را می‌توان با استفاده از صدها رایانه ساخت. دلیل آن داشتن ذخیره‌سازی محاسباتی و قدرت مورد نیاز برای بسیاری از کاربران برای دسترسی همزمان به پایگاه داده است.

تفاوت یک بلاک چین با یک پایگاه در چند مورد است. اولین مورد تفاوت نحوه ساختار داده‌ها است. یک پایگاه داده داده‌ها را در جداول ساختار می‌دهد، در حالی که یک بلاک چین اطلاعات را در گروه هایی به نام بلوک‌ها جمع‌آوری می‌کند که مجموعه‌های داده را نگهداری می‌ کنند. هر بلوک دارای یک ظرفیت ذخیره‌سازی خاص است که پس از پر شدن به بلوک پر شده قبلی زنجیر می‌ شود و زنجیره‌ای از داده‌ها را تشکیل می‌دهد. به همین دلیل است که به آن بلاک چین می‌گویند زیرا میلیون‌ها بلوک پر از داده‌ها به هم متصل شده‌اند.

این سیستم به این معنی است که هر بلاک چین پایگاه داده‌ای پیچیده‌تر است، زیرا وقتی در یک سیستم غیرمتمرکز پیاده‌سازی می‌شود، زنجیره‌ای از داده‌های برگشت‌ناپذیر ایجاد می‌کند. هنگامی که یک بلوک پر می شود، تغییر ناپذیر است و بخشی از یک جدول زمانی می‌شود بنابراین، هر بلوک در زنجیره زمانی که به زنجیره اضافه می‌شود، دارای یک مهر زمانی دقیق است. در نتیجه، هدف بلاک چین این است که اجازه دهد اطلاعات دیجیتال ثبت و توزیع شود، اما ویرایش نشود. به همین دلیل است که به خودی خود یک پایگاه داده نیست. پس از پر شدن و زنجیر شدن، هیچکس نمی‌تواند آن را تغییر دهد. با ظهور فناوری بیت کوین، بلاک چین اولین کاربرد واقعی خود را به دست آورد.

پیشرفت‌های فنی

این پیشرفت‌های عبارتند از :

شبکه لایتنینگ

شبکه لایتنینگ (LN) به شرکت‌کنندگان اجازه می‌دهد تا با استفاده از کیف پول دیجیتال خود بدون هیچ هزینه‌ای بیت کوین را بین یکدیگر انتقال دهند. لایه دوم به شبکه بیت کوین اضافه می‌شود تا معاملات بین طرفین خارج از بلاک‌چین را فعال کند که به آن تراکنش‌های خارج از زنجیره می گویند. لایه دوم بدون به خطر انداختن هیچ یک از ویژگی‌های غیرمتمرکز یا امنیتی بلاکچین اصلی، توان عملیاتی را افزایش می‌دهد.

شبکه لایتنینگ کانال‌های پرداخت را بین دو کاربر در یک پایگاه داده توزیع شده ایجاد می‌کند تا آنها بتوانند با یکدیگر تراکنش داشته باشند، بدون اینکه سایر کاربران اطلاعات خود را دریافت و تراکنش‌های خارج از زنجیره را تعریف کنند.

از آنجایی که برای سرعت بخشیدن به پردازش تراکنش‌ها و کاهش هزینه‌های مرتبط با بلاک‌چین بیت کوین طراحی شده است، یک تغییردهنده در دنیای ارزهای دیجیتال محسوب می‌شود.

با این حال، محققان هشدار داده‌اند که با رشد شبکه لایتنینگ، به هدف جذاب‌تری برای مهاجمان تبدیل خواهد شد. اگر کاربران مراقب نباشند ممکن است بیت کوین در شبکه پرداخت در حال توسعه دزدیده شود و ممکن است اطمینان از ایمنی دارایی‌ها در آینده دشوار باشد.

به گفته کارشناسان دانشگاه عبری اورشلیم، بیت کوینی که در حال حاضر در کانال پرداخت شبکه لایتنینگ قفل شده است، که در حال حاضر تقریباً 9 میلیون دلار بیت کوین است، ممکن است توسط مهاجمان غارت شود. در حالی که این نقص پتانسیل جدی بودن را دارد، محققان خوشبین هستند که در بلندمدت قابل رفع باشد.

SegWit

Segregated Witness یا SegWit به تغییر فرآیند در نحوه نگهداری بیت کوین در بلاک چین اشاره دارد. این فناوری برای تجدید روش ذخیره داده‌ها در بلاک چین ایجاد شده است. این به شبکه اجازه می‌دهد تا تراکنش‌های بیشتری را در یک بلوک نگه دارد و توان عملیاتی تراکنش را افزایش دهد. SegWit در آگوست 2017 پس از انتشار کد بروزرسانی در سال 2015 روی بیت کوین فعال شد.

SegWit با حذف داده‌های امضا از تراکنش‌های بیت کوین، محدودیت اندازه بلاک یک بلاک چین را افزایش می‌دهد. وقتی بخش‌هایی از یک تراکنش حذف می‌شود، فضا آزاد شده و ظرفیت اضافه کردن تراکنش‌های بیشتر به زنجیره نیز آزاد می‌شود.

SegWit نه تنها سرعت پردازش تراکنش بیت کوین را بهبود بخشید، بلکه ضعف در پروتکل را که به گره ها اجازه می‌داد تراکنش (TXID) را در شبکه دستکاری کنند، برطرف کرد. Segwit با حذف آنچه به عنوان “داده امضا” یا “داده شاهد” از فیلد ورودی یک بلوک شناخته می‌شود، تعداد تراکنش‌هایی را که می‌توانستند در یک بلوک قرار بگیرند افزایش داد و نقص تراکنش را برطرف کرد.

در شبکه بیت کوین، به روز رسانی SegWit به عنوان یک سافت فورک در آگوست 2017 معرفی شد. سافت فورک یک به روز رسانی سازگار با گذشته است که به گره‌های ارتقا یافته اجازه می دهد با گره‌های ارتقا نیافته ارتباط برقرار کنند. سافت فورک معمولا شامل یک قانون جدید است که با قوانین موجود در تضاد نیست.

تپروت

گرگ ماکسول، توسعه‌دهنده بیت‌کوین Core، Taproot را در ژانویه 2018 پیشنهاد کرد. معیار 90 درصد بلوک های استخراج شده با سیگنال پشتیبانی از ماینرها، سه سال بعد در 12 ژوئن 2021 برآورده شد. به این معنی که 1815 بلوک از 2016 بلوک استخراج شده در طول بازه زمانی دو هفته ای دارای برخی از داده‌های رمزگذاری شده توسط ماینرها آنها بود. پشتیبانی از ارتقا

Taproot که یک سافت فورک است، اسکریپت‌های بیت کوین را برای افزایش حریم خصوصی و افزایش ناشناس بودن در شبکه بهبود می‌ بخشد. وقتی کاربر از Taproot استفاده نمی‌کند، هر کسی می‌‌تواند تراکنش‌ها را شناسایی کند. هنگام استفاده از Taproot، آنها می‌توانند تراکنش‌های خود را “پوشش” دهند. Taproot حتی پنهان کردن اینکه یک اسکریپت بیت کوین اجرا شده است را ممکن می‌سازد. از اکتبر 2020، Taproot با کتابخانه Bitcoin Core ادغام شد.

تکنیک ECDSA کلیدهای عمومی را از کلیدهای خصوصی تولید شده به طور تصادفی تولید می‌کند که تعیین کلید خصوصی از آدرس بیت کوین یا کلید عمومی را غیرممکن می‌کند. علاوه‌‌بر این، امضای Schnorr با سریع‌تر و کوچک‌تر کردن تراکنش‌ها، فضا و پهنای باند را در شبکه بیت‌کوین آزاد می‌کند.

امضای Schnorr با اجازه قراردادهای گزارش گسسته (DLC) می تواند به ساده‌سازی قراردادهای هوشمند پیچیده در بلاک‌چین بیت کوین کمک کند. DLC‌ها پیشنهادی برای افزودن اجرای قرارداد هوشمند به بیت کوین هستند که امکان ایجاد اوراکل‌های بلاک چین ساده، ایمن و با استفاده آسان را فراهم می‌کند. همچنین ممکن است به مقیاس‌بندی کانال‌های پرداخت لایه دو مانند شبکه لایتنینگ کمک کند که امکان تراکنش‌های فوری در شبکه بیت کوین را فراهم می‌آورد.

منبع: کوین‌تلگراف