بلاکچین چگونه کار می کند؟ - آیا بلاکچین قابل هک کردن است؟

#آموزشی 19:04 سه شنبه - 1400/5/26

نااریب زمان تقریبی مطالعه 3 دقیقه

توضیح بلاکچین و بررسی امنیت در شبکه های بلاکچینی

در مطلب «بلاکچین چیست؟» به شرحی کلی درباره این تکنولوژی پرداختیم. در این مطلب از مجله کریپتو قصد داریم با تعریفی دقیق تر همراه با مثال های کاربردی مفهوم بلاکچین را بهتر درک کنیم.

نگاهی کلی به مفاهیمی که در این مبحث پرداخته شده است:

بلاکچین چیست؟
بلاکچین چه چیزی نیست؟
معماری بلاکچین
تراکنش بلاکچینی چگونه کار می کند؟

بلاکچین چیست؟

بلاکچین را می توان به عنوان یک زنجیره بلوک که حاوی اطلاعات است تعریف کرد. این فناوری به منظور ایجاد یک برچسب زمانی بر روی اسناد دیجیتال به گونه ای طراحی شده که امکان دستکاری آن ها وجود نداشته باشد. هدف از بلاکچین حل مشکل ثبت رکورد دوگانه بدون نیاز به سرور مرکزی است.

بلاکچین برای انتقال ایمن مواردی مانند پول، اموال، قرارداد ها و غیره بدون نیاز به واسطه شخص ثالث مانند بانک یا دولت استفاده می شود. هنگامی که یک داده در بلاکچین ثبت می شود ، تغییر آن بسیار دشوار است.

درواقع بلاکچین یک پروتکل نرم افزاری است؛ با این حال، بدون اینترنت قابل اجرا نیست. این فناوری همچنین متا تکنولوژی نیز نامیده می شود؛ چراکه بر سایر فناوری ها تأثیر می گذارد. این شامل چندین بخش است: پایگاه داده، نرم افزار، برخی از رایانه های متصل و غیره.

گاهی این اصطلاح برای بلاکچین بیتکوین یا بلاکچین اتریوم و گاهی دیگر ارز های مجازی یا توکن های دیجیتالی به کار می رود. با این حال، اکثر آن ها درباره دفاتر توزیع شده صحبت می کنند.

بلاکچین چه چیزی نیست؟

بلاکچین بیتکوین نیست، بلکه فناوری پشت بیتکوین است.
بیتکوین توکن دیجیتال است و بلاکچین دفترچه‌ای است برای پیگیری مالکیت توکن های دیجیتال.
شما نمی توانید بدون بلاکچین بیتکوین داشته باشید، اما می توانید بلاکچین بدون بیت کوین داشته باشید.

معماری بلاکچین

اکنون در این آموزش فناوری بلاکچین، بیایید معماری بلاکچین را با درک اجزای مختلف آن مطالعه کنیم:

یک بلاک چیست؟

how-does-work-blockchain-what-is-blockchain

بلاکچین یک زنجیره بلاک حاوی اطلاعات است. داده های ذخیره شده در یک بلوک به نوع بلاکچین بستگی دارد. به عنوان مثال یک بلاک بیتکوین حاوی اطلاعاتی درباره فرستنده، گیرنده و تعداد بیتکوین هایی است که باید منتقل شود.

how-does-work-blockchain-block-bitcoin-example

اولین بلاک در زنجیره، "بلاک نخستین" نامیده می شود. در ادامه هر بلوک جدیدی که در زنجیره ایجاد شود نیز به بلوک قبلی متصل می شود.

مفهوم هش SHA256

یک بلاک دارای هش نیز می باشد. برای مثال هش A را می توان به عنوان یک اثر انگشت که برای هر بلاک منحصر به فرد است فرض کرد. این هش بلاک و همه محتویات آن را مشخص می کند و همیشه مانند اثر انگشت یکتا است. بنابراین هنگامی که یک بلاک ایجاد می شود، هرگونه تغییری در داخل بلاک باعث تغییر هش می شود.

42-how-does-work-blockchain-what-is-sha256hash

پس زمانی که می خواهید تغییرات را تشخیص دهید، هش بسیار مفید است. اگر اثر انگشت یک بلوک تغییر کند، دیگر آن بلاک به عنوان همان بلاک سابق باقی نمی ماند.

هر بلاک موارد زیر را شامل می شود:

داده ها
هش
هش بلاک قبلی

مثال زیر را در نظر بگیرید، جایی که ما دارای زنجیره ای از 3 بلاک هستیم. بلاک 1 چون بلاک نخستین است؛ هیچ سابقه ای ندارد. بنابراین اطلاعات بلوک قبلی در آن وجود ندارد. بلوک 2 دارای یک هش بلوک 1 است در حالی که بلوک 3 حاوی هش بلوک 2 است.

بنابراین همه بلوک ها دارای هش بلوک های قبلی هستند. این تکنیکی است که بلاکچین را بسیار امن می کند. بیایید ببینیم چگونه کار می کند.

فرض کنید یک هکر می تواند داده های موجود در بلاک 2 را تغییر دهد. پس در این تغییر هش بلاک هم تغییر می کند. اما بلاک 3 هنوز حاوی هش قدیمی بلاک 2 است. این باعث می شود که بلاک 3 و همه بلاک های بعدی نامعتبر باشند زیرا هش صحیح بلاک قبلی را ندارند.

42-how-does-work-blockchain-attack-secure

پس تا اینجا متوجه شدیم که تغییر یک بلوک واحد می تواند به سرعت همه بلوک های بعدی را نامعتبر کند.

اثبات کار

هش ها یک مکانیسم عالی برای جلوگیری از خنثی شدن هک هستند اما رایانه های این روز ها سرعت بالایی دارند و می توانند صد ها هزار هش را در ثانیه محاسبه کنند. در عرض چند دقیقه، هکر می تواند یک بلاک را دستکاری کند و سپس تمام هش های دیگر بلوک ها را دوباره محاسبه کند تا بلاکچین دوباره معتبر شود.

برای جلوگیری از این مشکل، بلاک چین ها از مفهوم اثبات کار استفاده می کنند. این مکانیزمی است که ایجاد بلوک های جدید را کند می کند.

اثبات کار یک مساله محاسباتی است که برای حل آن تلاش زیادی لازم است. اما زمان مورد نیاز برای تأیید نتایج مسئله محاسباتی در مقایسه با تلاشی که برای حل خود مسئله محاسبه می شود بسیار کمتر است.

در مورد بیتکوین، محاسبه اثبات کار مورد نیاز برای افزودن یک بلوک جدید به زنجیره تقریباً 10 دقیقه طول می کشددر این مثال اگر هکر بخواهد داده ها را در بلاک 2 تغییر دهد، باید مساله محاسباتی اثبات کار را حل کند (که 10 دقیقه طول می کشد) و تنها پس از آن تغییراتی در بلوک 3 و همه بلوک های بعدی ایجاد می شود.

این نوع مکانیزم دستکاری بلوک ها را بسیار سخت می کند. بنابراین حتی اگر یک بلوک را دستکاری کنید، باید مجدداً اثبات کار را برای همه بلوک های بعدی محاسبه کنید. این دلیلی است که مکانیزم هش و اثبات کار، یک بلاکچین یا زنجیره بلاک را ایمن می کند.

شبکه توزیع شده P2P

با همه این تفاسیر یک روش دیگر وجود دارد که بلاکچین برای ایمن سازی خود از آن استفاده می کند و آن توزیع است. بلاکچین ها به جای استفاده از یک نهاد مرکزی برای مدیریت زنجیره، از یک شبکه نظیر به نظیر توزیع شده استفاده می کنند و همه مجاز به عضویت هستند. وقتی شخصی وارد این شبکه می شود، نسخه کامل بلاکچین را دریافت می کند. هر کامپیوتر در این شبکه یک گره یا نود نامیده می شود.

بیایید ببینیم وقتی هر کاربر یک بلاک جدید ایجاد می کند، چه اتفاقی می افتد. این بلاک جدید برای همه کاربران شبکه ارسال می شود. هر نود باید بلاک را تأیید کند تا مطمئن شود تغییر نکرده است. پس از بررسی کامل، هر نود این بلاک را به بلاکچین خود اضافه می کند.

همه این نود ها در این شبکه به توافق می رسند. آن ها در مورد این که چه بلاک هایی معتبر هستند و کدام نه موافقت حاصل می کنند. نود های موجود در شبکه بلاک های دستکاری شده را رد می کنند.

پس برای این که موفق شوید بلاکچین را دستکاری کنید:

شما باید تمام بلوک های زنجیره را دستکاری کنید.
اثبات کار را برای هر بلوک دوباره انجام دهید.
کنترل بیش از 50 درصد شبکه نظیر به نظیر را در دست بگیرید.

اگر همه این موارد رو انجام دهید؛ بالاخره بلاک شما دستکاری شده و مورد پذیرش دیگران نیز قرار می گیرد. تا اینجا باید متوجه شده باشید که این دستکاری غیر ممکن است. این دلیلی است که توضیح می دهد بلاکچین ها بسیار امن هستند.