زنجیره بلوکی
- دسته‌بندی: دانش شبکه
- تاریخ:
طرزکار زنجیره بلوکی
معمولاً در مدارس از هر کلاس یک دانش‌آموز را به‌عنوان نماینده کلاس و مسئول ثبت حضوروغیاب سایر دانش‌آموزان در دفتر کلاسی و گزارش آن به مدرسه تعیین می‌کنند. در کنار مزیت‌هایی چون مشارکت‌دادن دانش‌آموزان در امور جاری مدرسه و افزایش مسئولیت‌پذیری، برای این کار چه موانع اجرایی متصور است؟ مثلاً ممکن است دفتر کلاسی مفقود شود و تمام داده‌های حضوروغیاب شاگردان از دست برود، یا ممکن است لیست حضوروغیاب توسط بعضی دانش‌آموزان دستکاری شده و محتوای آن تغییر داده شود، یا ممکن است نماینده کلاس با غرض‌ورزی حضور برخی هم‌کلاسی‌ها را ثبت نکند و … .
حالا اگر حالت دیگری فرض شود که در آن دیگر فقط یک دفتر کلاسی وجود ندارد و در عوض هر دانش‌آموز یک نسخه از دفتر کلاسی را در اختیار دارد و همگی موظف‌اند وضعیت حضوروغیاب همه هم‌کلاسی‌ها را شخصاً ثبت کنند، چه تفاوت‌هایی وجود خواهد داشت؟! در چنین شرایطی دیگر نگرانی از بابت آسیب به دفتر کلاس و مفقودی آن وجود ندارد، چون چندین نسخه از آن موجود است. ضمناً داشتن لیست‌های متعدد حضوروغیاب سبب می‌شود احتمال دستکاری شدن محتوای لیست تقریباً غیرممکن شود. (مگر آنکه کسی این توان را داشته باشد که اکثر لیست‌ها را دستکاری کند) و در آخر اینکه ناظم مدرسه برای تعیین حضور یا غیبت دانش‌آموزان، به‌جای «اعتماد» به یک نفر مبصر، به «اثبات» حضور یا عدم حضور از طریق اجماع هم‌کلاسی‌ها استناد می‌کند. یعنی اولاً دیگر سلیقه شخصی افراد در حضوروغیاب دخیل نیست، ثانیاً اگر کسی هم مغرضانه حضور هم‌کلاسی‌اش را غیبت ثبت کند، هنگام مقایسه با سایر نسخه‌های دفتر کلاسی رسوا می‌شود.
مثالی که گذشت، تشبیهی از شیوه کار فناوری «زنجیره بلوکی» (بلاک‌چِین)[1] است که در زمینه ثبت و نگهداری از اطلاعات کاربرد دارد. در حالت سنتی ثبت اطلاعات، مشابه همان ثبت حضوروغیاب توسط مبصر در دفتر کلاسی، یک مرجع واحد اطلاعات برای ثبت و نگهداری داده‌ها تشکیل می‌شد (مثلاً فهرست تراکنش‌های مالی در مرجع بانک یا سوابق بیماری افراد در مرجع بیمه و بیمارستان یا آمار کالاهای وارداتی در مرجع گمرک) که این نحوه ثبت و نگهداری اطلاعات با خطرهایی همراه بود: هزینه نگهداری و حفاظت بالا به‌خاطر یکتا بودن پایگاه‌داده، احتمال حمله هکرها به پایگاه و درز اطلاعات، عدم شفافیت و ایجاد انحصار و اشراف اطلاعاتی برای صاحب پایگاه‌داده، خطر دستکاری در داده‌ها و … .
اما در فناوری بلاکچین، به‌جای یک پایگاه‌داده مرجع، همه اعضای شبکه یک نسخه از اطلاعات را در قالب «دفتر کل توزیع شده»[2] در اختیار دارند و هر تغییری در داده‌ها به‌صورت همگام در دفتر همه اعضا اعمال و ثبت می‌شود.
شکل 45: در اعلام حضور افطاری در گروه پیامرسان، هر نفر با کپی پیام قبلی و اضافه کردن اسم خود، در واقع زنجیره به‌هم‌پیوسته‌ای از اطلاعات را می‌سازد که مشابه بلاکچین است: 1) نسخه‌ای از آن نزد همه موجود است 2) هیچکس نمیتواند اسامی پیشین را دستکاری کند.
همچنین در دفتر کل توزیع‌شده بلاکچین، همه داده‌ها به شکل بلوک‌های رمزنگاری شده‌اند و هر کاربر فقط با کلید خصوصی اختصاصی خود می‌تواند به محتوای بلوک مربوط به خود دسترسی پیدا کند. ازاین‌رو اطلاعات بی‌نام و محرمانه باقی می‌ماند. ضمن اینکه خطر هک و دستکاری اطلاعات نیز وجود ندارد؛ چراکه برای هر بلوک با استفاده از توابع «دَرهَمَک‌ساز»[3] یک کد اختصاصی – اغلب یک عبارت با طول 256 بیت (64 حرف در مبنای 16) – و تقریباً یکتا صادر می‌شود. این کد از تلفیق اطلاعات بلوک جدید با کد بلوک قبل تولید شده و این‌گونه باعث می‌شود داده‌ها متصل به یکدیگر و غیر قابل دستکاری باشند. اطلاق عنوان «زنجیره بلوکی» به این فناوری نیز به‌خاطر همین اتصال زنجیره‌ای و به‌هم‌پیوسته بلوک‌ها با یکدیگر است. ضمناً نقل‌وانتقال داده‌ها در بستر بلاکچین به‌صورت همتا به همتا بوده و هیچ نهاد ثالث واسطه و نظارتی در آن وجود ندارد.
شکل 46: در بلاکچین همه محتویات بلوک به یک کد 64 حرفی (256 بیت) تبدیل می‌شوند.[4]
شکل 47: نمای مفهومی از ساختار زنجیره‌ای بلاکچین که در آن هر بلوک از تلفیق اطلاعات بلوک جدید با کد هَش بلوک قبل ایجاد ایجاد می‌شود.
جدول 14: ویژگی‌های روش سنتی و روش زنجیره بلوکی در ثبت اطلاعات (مثال حضوروغیاب کلاسی و تبادل مالی)
کاربرد زنجیره بلوکی
علی‌رغم اینکه در رسانه‌ها فناوری بلاکچین اغلب با حوزه اقتصاد و رمزارز «بیت‌کوین» گره خورده است، همه آنچه به‌اختصار درباره ویژگی‌های بلاکچین ذکر شد، باعث شده است این فناوری به‌عنوان راهکاری شفاف، امن و البته – به‌ظاهر – بدون نظارت و مداخله نهادهای مرجع، در زمینه ثبت و انتقال داده‌ها مورد استقبال حوزه‌های مختلفی قرار گیرد. برای مثال:
پزشکی
این فناوری می‌تواند به ذخیره و به‌اشتراک‌گذاری داده‌های پزشکی و سلامت کمک کند. با استفاده از بلاکچین، می‌توان داده‌های پزشکی را به‌صورت رمزگذاری شده و غیرقابل‌تغییر در شبکه قرار داد و به بیماران، پزشکان، داروسازان و سایر ذی‌نفعان دسترسی داد. این کار باعث می‌شود که سوابق پزشکی افراد به‌روز، قابل‌اعتماد و قابل‌ردیابی باشد و در عین حال، حریم خصوصی و حقوق بیماران نیز حفظ شود.
حکمرانی
در انتخابات نیاز به احراز هویت رای‌دهندگان، ثبت ایمن و محرمانه سوابق برای ردیابی آرا و آمارهای قابل‌اعتماد برای تعیین برنده وجود دارد. فناوری بلاکچین می‌تواند زیرساخت اصلی برای رسیدن به همه این اهداف در برگزاری انتخابات باشد. استفاده از این فناوری نیاز به بازشماری آرا را با حذف امکان تقلب در رای‌دهندگان و تبانی از بین می‌برد؛ چراکه آرا به‌عنوان یک تراکنش در بلاکچین ذخیره می‌شوند و دولت‌ها و رای‌دهندگان می‌توانند اطمینان حاصل کنند که هیچ رأیی قابل‌تغییر یا حذف نیست و هیچ رأی نامشروعی را نیز نمی‌توان به زنجیره اضافه کرد.
حقوق مالکیت
از ویژگی یکتا و غیرقابل‌تغییر بودن بلاکچین می‌توان در زمینه ثبت اسناد حقوقی استفاده کرد. ضمن اینکه از «توکن‌های غیرقابل‌انتقال» (NFT)[6] برای ثبت مالکیت معنوی ایده، عکس، فیلم، تابلوی نقاشی، صوت و … می‌توان بهره برد.
کشاورزی
بلاکچین در این حوزه می‌تواند به ثبت زنجیره تولید محصول، سموم و مواد استفاده شده در تهیه آن، واسطه‌های دخیل در زنجیره انتقال آن و شفافیت در قیمت‌ها کمک کند.
سایر حوزه‌ها
به طور کلی هر جایی مثل معدن، مخابرات، حمل‌ونقل، بیمه و غیره که در آن نیاز به ثبت اطلاعات به شکل محرمانه و سپس انتقال آن به دیگران با حفظ حریم خصوصی و جلوگیری از دستکاری باشد، فناوری بلاکچین می‌تواند ایفای نقش کند.
چالش‌های بلاکچین
البته باید توجه داشت که بلاکچین همچنان نقاط ضعف جدی دارد. مثلاً به علت ساختار توزیع‌شده بلاکچین، سرعت پردازش اطلاعات در آن پایین است (به‌عنوان نمونه، بلاکچین «بیت‌کوین» اطلاعات را با سرعت 7 تراکنش در ثانیه پردازش می‌کند و این یعنی 826 روز طول می‌کشد تا بتواند حدود ۵۰۰ میلیون تراکنشی را که فقط در یک روز در شبکه بانکی ایران صورت می‌گیرد[7]، ثبت کند!) لذا زمان‌بر بودن فرایند کار بلاکچین باعث می‌شود این فناوری هنوز قابلیت مقیاس‌پذیری گسترده نداشته باشد.
ضمن اینکه پردازش اطلاعات در اغلب بلاک‌چین‌های امروزی، مصرف برق بالایی دارد که باعث می‌شود علاوه‌بر پرهزینه بودن استفاده از این فناوری، تأمین انرژی مورد نیاز آن نیز تبعات زیست‌محیطی نظیر مصرف سوخت‌های فسیلی، انتشار گازهای گلخانه‌ای و گرمایش زمین در پی داشته باشد.
شکل 48: در مقایسه با میزان مصرف برق سالانه کشورها، بیت‌کوین با ۱۷۰ تراوات ساعت در رتبه بیست‌وچهارم قرار می‌گیرد.[8]
علاوه‌براین به‌خاطر ساختار به‌هم‌پیوسته و زنجیره‌ای بلاکچین، به‌هیچ‌وجه امکان پاک‌کردن اطلاعات شخصی یا محرمانه که به‌صورت تصادفی در بلاک قرار گرفته باشد وجود ندارد و هر خطایی غیرقابل‌اصلاح است.
البته فناوری بلاکچین نیز مشابه هر فناوری دیگری دارای خاصیت مغناطیسی است؛ یعنی سایر شئون زندگی را به خود جذب می‌کند و بر آنها اثر مثبت یا منفی می‌گذارد. ازاین‌رو تدبیر درباره اثرات این فناوری نیز بر ساحت‌های فرهنگی، سیاسی، اقتصادی و اجتماعی ضرورت دارد.
[1] Blockchain
[2] DLT: Distributed Ledger Technology
[3] تابع درهمک‌ساز یا «Hash» یک تابع ریاضی است که هر حجمی از داده را تبدیل به یک عدد طبیعی می‌کند.
[4] https://10015.io/tools/sha256-encrypt-decrypt
[5] Peer-to-Peer
[6] Non-fungible token
[7] https://fardayeeghtesad.com/xmvB
[8] https://ccaf.io/cbnsi/cbeci/comparisons
