نااریب

در این مطلب به آن چه که بلاکچین را با یک معامله اساسی شروع می کند آشنا می شویم.

در مطلب «تاریخچه دفترکل توزیع شده» به ظهور بلاکچین و چگونگی پیشرفت آن در این فناوری که پشتوانه بیت کوین بود پرداخته شد. در مطلب «بلاکچین چگونه کار می کند؟» نیز به تعریف مفهوم بلاکچین و چگونگی کارکرد آن پرداخته شد. در این مطلب از مجله کریپتو می خواهیم به بررسی آناتومی بلاکچین بپردازیم. بیایید در این مطلب به آن چه که بلاکچین را با یک معامله اساسی شروع می کند آشنا شویم و آن را در یک بلاک اعمال کنیم و از آن جا داستان را ادامه دهیم.

معاملات در آناتومی بلاکچین

اصل اساسی بلاکچین ذخیره تراکنش ها است. برای سادگی ، مثال هایی که در این مقاله استفاده می کنیم در مورد تبادلات پولی بین مردم است، اما می توان سناریو های پیچیده تری مانند خرید املاک یا حفظ سابقه پزشکی نیز مثال زد.

وقتی ما به معامله بین دو نفر فکر می کنیم، عموما در مورد آن چنین فکر می کنیم:

اگر به صورت انحصاری به صورت شخصی و همچنین به صورت نقدی معامله کنید، راه بسیار خوبی است اما به طور کلی اکثر معاملات امروزه به صورت الکترونیکی و از طریق بانک ها انجام می شود.

هنگامی که من برای کالا ها یا خدمات پول پرداخت می کنم، از طریق بانک خود پرداخت می کنم که به نوبه خود از قوانین و شرایط خاصی قبل از پرداخت پیروی می کند که عبارتند از:

1. ابتدا باید بررسی کنید که من پول کافی برای پرداخت کالا دارم.
2. من اجازه انتقال داده ام.
3. حساب مقصد معتبر است.

بانک کسی است که تعیین می کند آیا این انتقال معتبر است یا خیر و یک مورد جدید در دفتر کل متمرکز خود ایجاد می کند. بانک با انجام معاملات بیشتر، تمام تراکنش های پول ورودی و خروجی را ردیابی می کند.

اکنون که مبنای معاملات را می دانیم، بیایید در مورد چگونگی نگهداری یک دفتر کل در آناتومی بلاکچین صحبت کنیم.

بلاک در آناتومی بلاکچین

بلاک در آناتومی بلاکچین هسته اصلی بلاکچین است و در آن ما معاملات دفتر کل خود را انجام می دهیم. شما می توانید هر بلاک را به عنوان یک صفحه از دفتر کل بانک در نظر بگیرید.

ساختار یک بلاک می تواند متفاوت باشد ولی به طور کلی شامل چند ویژگی است که عبارتند از:

• سرتیتر
• داده ها
• نتیجه Merkle Root

سر تیتر

سرتیتر دارای اطلاعات شناسایی، در مورد بلاک و مکان آن در زنجیره است. اطلاعاتی که در سر تیتر ذخیره می شود شامل هش بلاک قبلی، یک مهر زمان و یک مقدار دلخواه است که ممکن است یک بار از آن استفاده شود یا به عبارتی دیگر (شماره یکبار مصرف، به انگلیسی: number only used once) nonce است.

هش قبلی چیزی است که بلاک ها را به هم متصل می کند و زنجیره را تشکیل می دهد. به این ترتیب هش قبلی را دنباله ای از بلاک های مرتب شده می دانیم که برای محاسبه هش جدید برای بلاک فعلی استفاده می شود. در اصل هش قبلی جمع همه بلاک های منتهی به بلاک جدید است.

در بخش استخراج به طور عمیق تر این مورد را بررسی می کنیم اما در حال حاضر فقط باید بگوییم که برای پذیرفتن بلاک در زنجیره به شماره یکبار مصرف نیاز داریم.

داده ها

دفتر کل بلاکچین شامل تمام معاملاتی است که از آخرین تعهد به زنجیره صورت گرفته است.

نتیجه Merkle Root

در آناتومی بلاکچین یک Merkle Tree Hash در برابر تمام تراکنش های یک بلاک اجرا می شود. ریشه هش در بلاک ذخیره می شود و راهی برای تایید یکپارچگی داده های معامله در صورت زیر سوال رفتن است.

در یک سناریو شما به راحتی می توانید هش Markle را در برابر معاملات اجرا کرده و آن را با نتیجه ذخیره شده در بلاک مقایسه کنید. اگر حتی کوچک ترین تغییر هم ایجاد شده باشد، هش حاصل کاملا متفاوت است و لیست معاملات را باطل می کند.

استخراج بلاک

ما دارای بلاک هستیم و تراکنش های خود را به لیستی از معاملات دیگر اضافه می کنیم و همچنین آن تراکنش ها را به هش تبدیل می کنیم. اکنون می خواهیم بلاک را به بلاکچین اختصاص دهیم اما چگونه این کار را انجام دهیم؟

برای ارسال یک بلاک باید یک مساله هش پیچیده قبل از پذیرش یک بلاک حل شود. این مساله ورودی های مختلف را از بلاک می گیرد و آن ها را از داخل یک تابع هش برای ایجاد یک رشته 32 بیتی قرار می دهد. محاسبه این نتیجه بسیار دشوار است و دلیل آن در قسمت بعدی (نمایش کار شما) ارائه می شود، اما فعلا فرض کنید که دشوار است و برای حل شدن مساله به سخت افزار و نرم افزار تخصصی نیاز است. هنگامی که پاسخ یافت شد به عنوان اثر انگشت دیجیتال عمل می کند و بلاک مورد نظر در آناتومی بلاکچین به زنجیره بلاکچین اضافه می شود.

به این کار استخراج بلاک گفته می شود و این کار در رقابت با سایر نود های شبکه بلاکچین انجام می شود. این نود هایی که محاسبات سنگین را انجام می دهند ماینر نامیده می شوند. این ماینر ها کار می کنند تا پاسخ را پیدا کنند، زیرا ماینری که پاسخ را پیدا کند پاداش می گیرد.

نمایش کار شما

همانطور که در بخش سرتیتر گفته شد شماره یکبار مصرف، مقدار مورد نیاز برای سر تیتر بلاک است. برای متعهد شدن به زنجیره باید هش تولید شده از استخراج بلاک، از مقدار هدف تعیین شده توسط زنجیره بلاکچین کم شود. این امکان وجود ندارد که هش، فقط از ریشه Markle، مهر زمان و هش قبلی تشکیل شده باشد زیرا هیچ راهی برای کنترل این که آیا نتیجه در محدوده است یا خیر وجود ندارد. بنابراین ما باید یک متغیر انعطاف پذیر شماره یکبار مصرف را معرفی کنیم. شماره یکبار مصرف یک عدد 32 بیتی است که وقتی به ورودی هش معرفی شود، نتیجه را تغییر می دهد. از آن جا که ما به عنوان استخراج کنندگان کنترل شماره یکبار مصرف را داریم می توانیم مقدار را تغییر دهیم تا زمانی که هش مورد نیاز را پیدا کنیم.

به غیر از آزمون و خطا با مقادیر بلاک هیچ راهی برای پیش بینی مقدار صحیح شماره یکبار مصرف وجود ندارد. در نتیجه این کار به مقدار بسیار زیادی از قدرت محاسبات نیاز دارد تا به بررسی و آزمایش دو میلیارد شماره یکبار مصرف بپردازد. (مقادیر شماره یکبار مصرف می تواند از صفر تا 2³² متغیر باشد)

برای افزودن پیچیدگی بیشتر، می توانید مقدار هدف یک زنجیره را تغییر دهید. هرچه فضا های پیشرو، از پیش تعیین شده باشند (یعنی هفت کاراکتر اول هش صفر باشد) حل مشکل پیچیده تر خواهد بود.

هنگامی که مقدار شماره یکبار مصرف به درستی مشخص شود، برای اعتبار سنجی و پذیرش بلاک در زنجیره به سایر نود ها منتقل می شود و این نیز به عنوان اثبات کار شناخته می شود.

بلاکچین

ما این کار ها را انجام داده ایم و تراکنش ما به طور دائم در دفتر کل بلاکچین ذخیره شده است. در این مرحله اجازه دهید بحث کنیم که شبکه بلاکچین چگونه است.

نود ها

قبلا چندین بار اشاره کردیم که نود ها در شبکه بلاکچین شرکت می کنند. هر نود به صورت مستقل از نود های دیگر است و هر نود حاوی یک نسخه کامل از بلاکچین است. هرگاه یک نود یک تراکنش را گزارش می کند، در سراسر شبکه آن گزارش را پخش می شود تا سایر اعضا که از بلاک بعدی هستند از این گزارش استفاده و محاسبه کنند.

شاید برای شما این سوال پیش آمده باشد که انگیزه مشارکت نود ها در شبکه چیست؟

به یاد داشته باشید، قبلتر گفته ایم که نود ها با یکدیگر در حال رقابت هستند. هنگامی که یک نود بلاک فعلی را استخراج می کند، سعی می کند قبل از بقیه شبکه، شماره یکبار مصرف را پیدا کند. این مورد به این دلیل است که اولین نودی که یک شماره یکبار مصرف معتبر را به درستی گزارش کند، پاداش می گیرد. در شبکه بیت کوین، پاداش به بیت کوین داده می شود، شبکه اتریوم پاداش به اتریوم داده می شود و سایر شبکه ها می توانند سیستم پاداش خود را ایجاد کنند.

شبکه توزیع شده در آناتومی بلاکچین

در این قسمت زیبایی شبکه بلاکچین نهفته است. یک نود، مشوق مشارکت در فرایند استخراج، جمع آوری پاداش و حفظ دفتر کل بلاکچین است و با سایر نود ها نیز صادق است.

اگر در مورد صحت دفتر کل یک نود اختلاف نظر وجود داشته باشد، ما فقط باید از سایر نود های موجود در شبکه و دفاتر اصلی نظر بخواهیم و 51 درصد نظرات شامل پاسخ اکثریت است.

در مدل بانکی، ما در مورد یک مرکز متمرکز صحبت کردیم. اگر در شبکه بانکی خرابی وجود داشته باشد یا خرابی به وجود آمده باشد، اعتماد به آن سیستم بسیار دشوار است. در یک شبکه توزیع شده، هر نود اطلاعات را به صورت مستقل نگهداری می کند و قدرت به طور دموکراتیک در تمام نود ها پخش می شود.

در حقیقت برای فساد در این شبکه، شما باید قدرت محاسباتی بیشتری نسبت به دیگر نود های ترکیبی داشته باشید و بلاک های خراب را دوباره استخراج کنید تا قدرت کنترل بلاکچین را بدست آورید. در آن زمان، واقعاً باید پرسید که آیا آن ها مایلند خطر فساد شبکه را گردن بگیرند یا قصد دارند همان منابع را به درستی در بلاک های استخراج قرار دهند و پاداش قانونی را بگیرند.

بلاکچین عمومی در مقابل بلاکچین خصوصی

آخرین پازل در آناتومی بلاکچین مفهوم بلاکچین عمومی و خصوصی است که در ادامه به بررسی این دو می پردازیم.

در ادامه توضیحات آناتومی بلاکچین ابتدا به توضیح بلاکچین عمومی می پردازیم. در بلاکچین عمومی، هرکسی که مایل به مشارکت در شبکه باشد فقط نیاز به درخواست دارد تا بخشی از شبکه باشد. همانطور که قبلا گفته ایم، داده ها به صورت مستقل تکثیر و نگهداری می شوند، بنابراین قدرت با رای دموکراتیک تعیین می شود. به این ترتیب هیچ نقطه حمله منطقی وجود ندارد و ما یکپارچگی دفاتر را تضمین می کنیم.

اشکالات در این بلاکچین ناشی از سطح زیرساخت های مورد نیاز برای داشتن یک بلاکچین مناسب است. در حالی که شما از نظر فنی فقط به سه شرکت کننده احتیاج دارید، قدرت بلاکچین از بسیاری از شرکت کنندگان شبکه ناشی می شود که به عنوان نود های اعتبارسنجی عمل می کنند. هرچه تعداد نود ها بیشتر باشد، زنجیره ایمن تر است. بنابراین وابستگی شدیدی به جامعه نود ها برای حضور و حفظ قدرت محاسباتی خود وجود دارد، این مورد است که می تواند گران باشد.

 در ادامه این قسمت که مربوط به پازل آخر آناتومی بلاکچین است می خواهیم به توضیح بلاکچین خصوصی بپردازیم. در یک بلاکچین خصوصی، ما شبکه ای داریم که در آن سخت افزار و هزینه مربوط به اجرای نود ها را کنترل می کنیم. ما همچنین کنترل می کنیم که چه کسانی می توانند در شبکه شرکت کنند. این بدان معناست که ما همه واحد های مشارکت کننده را می شناسیم و این مورد برای صنایعی که دارای نظارت شدید هستند و همچنین شرکت هایی که از نحوه ذخیره اطلاعات خود نگران هستند خوب است.

اشکالات عمده در این جا این است که شما مشارکت عظیم نود ها را ندارید (یعنی اعتبار تغییر ناپذیر بی طرفانه ارائه شده از چند هزار نود را ندارید) بنابراین یکی از مزایای بزرگ استفاده از بلاکچین را از دست می دهید. شما اساسا در این مرحله یک پایگاه داده دارید.

بنابراین مدل های بلاک می توانند از نظر اجرا متفاوت باشند اما ایده و اهداف کلی یکسان هستند. هدف کلی ایجاد روشی غیر متمرکز، ایمن و تغییر ناپذیر برای ذخیره تراکنش ها است.

برچسب ها   #آموزشی #بلاکچین #بیت کوین # هش # بلاکچین خصوصی # بلاکچین عمومی # بلاک #استخراج #استخراج بلاک

منبع:   naorib.ir 2   0