بلاک چین نوع خاصی از پایگاه داده است که اطلاعات در آن ذخیره می‌شود. اما یک سری ویژگی‌های خاص، بلاک چین را از سایر پایگاه داده‌ها متمایز می‌کند. برای اضافه کردن داده جدید به بلاک چین یک سری قوانین وجود دارد. همچنین پس از اضافه شدن داده به بلاک چین و ذخیره آن، دیگر نمی‌توان آن را ویرایش یا حذف کرد.
داده‌ها در شبکه بلاک چین در ساختاری متشکل از «بلوک‌ها» (Blocks) وارد پایگاه داده می‌شوند. هر بلوک در ادامه بلوک قبلی ساخته می‌شود و شامل اطلاعاتی است که آن را به بلوک قبلی متصل می‌کند. با توجه به این‌که این بلوک‌ها به وسیله اطلاعاتی به همدیگر وصل هستند، بنابراین یک «زنجیره» (Chain) تشکیل می‌دهند که در آن بلوک‌ها به ترتیب ساخت در کنار هم قرار می‌گیرند. به اولین بلوک شبکه که قبل از آن بلوک دیگری وجود ندارد «بلوک پیدایش» (Genesis Block) گفته می‌شود.
برای درک بهتر ساختار زنجیره بلوکی، فرض کنید دو ستون بر روی یک برگه رسم شده است. شما هر داده‌ای که می‌خواهید نگهداری کنید را در سطر اول از ستون اول قرار می‌دهید. داده درون این سلول، طی فرآیندی محاسباتی تبدیل به یک کلمه جدید با دو حرف می‌شود. این کلمه در ورودی بعدی مورد استفاده قرا می‌گیرد. در این حالت هر تغییری در سلول اول، منجر به تغییراتی در بلوک دوم و تا آخر زنجیره می‌شود. تصویر زیر مثالی از پایگاه داده‌ای است که اطلاعات در آن به صورت زنجیره‌ای به هم وصل شده‌اند.
بنابراین آخرین شناسنامه بلوکی که در اینجا TH است، حاصل تمام اطلاعات وارد شده در ردیف‌های قبلی است و هر تغییری در یکی از این داده‌ها منجر به تغییر همه داده‌ها خواهد شد. مثال ذکر شده در واقع توضیح ساده فرآیند «هشینگ» (Hashing) در بلاک چین است.
کاربرد تابع هش در بلاک چین
هش کردن فرآیندی است که بلوک‌ها را در کنار هم نگه داشته و زنجیره بلوکی ایجاد می‌کند. در فرآیند هشینگ داده‌ها با هر اندازه‌ای وارد توابع ریاضی خاص می‌شوند تا خروجی که همان «هش» (Hash) است را تولید کنند. طول این هش همواره ثابت است و ربطی به طول ورودی به تابع ندارد.
توابع هش مورد استفاده در بلاک چین‌ها به گونه‌ای هستند که احتمال پیدا کردن دو داده که دقیقا خروجی یکسانی داشته باشند، تقریبا صفر است. بنابراین همانند مثال بالا، هر اصلاح مختصری در داده‌های ورودی یکی از بلوک‌ها، منجر به تغییر در خروجی خواهد شد. به عنوان مثال، «SHA256» تابع هشی است که در بلاک چین بیت‌کوین مورد استفاده قرار می‌گیرد. تنها با تغییر دادن حرف اول یک عبارت طولانی در این تابع، خروجی کاملا متفاوتی ایجاد می‌شود.
این واقعیت که هیچ دو ورودی متفاوتی در تابع هش، منجر به خروجی یکسان نمی‌شود، برای تکنولوژی بلاک چین مهم و حیاتی است. این بدین معنی است که هر بلوک، با داشتن هش حاصل از بلوک قبلی به آن وصل می‌شود. بنابراین هر تلاشی برای ویرایش بلوک‌های قدیمی بلافاصله آشکار می‌شود. در ادامه و در بخش‌های مختلف، کاربردهای دیگر تابع هش در شبکه بلاک چین توضیح داده خواهد شد.
ساختار غیرمتمرکز بلاک چین
تا به حال ساختار بلاک چین به عنوان یک پایگاه داده بررسی شد و دیدیم که داده‌ها در این ساختار، زنجیروار به همدیگر متصل هستند. اگر به بلاک چین به عنوان پایگاه داده مستقل نگاه کنیم آنگاه فقط در برخی از اپلیکیشن‌های کاربردی استفاده خواهد شد. اما ما بلاک چین‌ها را به عنوان ابزاری برای هماهنگی افراد مختلف استفاده می‌کنیم.
در این حالت بلاک چین می‌تواند با استفاده از «نظریه بازی» (Game Theory) و سایر فناوری‌ها، به عنوان «دفتر کل توزیع شده» (Distributed Ledger) عمل کند که توسط هیچ کس کنترل نمی‌شود. این بدین معنا است که در این سیستم هیچ کس توانایی ویرایش داده‌ها را خارج از قوانین سیستم نخواهد داشت. بنابراین می‌توان اینطور در نظر گرفت که دفتر کل به طور همزمان متعلق به همه است و برای هر تغییری در آن باید اکثریت به توافق برسند. شاید با یک مثال ساده بتوان درک بهتری از غیرمتمرکز بودن بلاک چین داشت.
مثال برای درک ساختار غیر متمرکز بلاک چین
فرض کنید در یک کلاس درس، دانش‌آموزان کلاس از همدیگر پول قرض می‌گیرند و هر وقت پول داشتند، آن را عودت می‌دهند. مبصر کلاس برای این‌که کسی بدهی خود را انکار نکند، گزارش تمام بدهی‌ها را در دفتر خود ثبت می‌کند. حال دانش‌آموزان می‌توانند با مراجعه به مبصر کلاس و مطالعه این دفتر از وضعیت بدهی‌ها و طلب‌های خود آگاه شوند. شرایطی را در نظر بگیرید که دفتر مبصر گم شده یا آتش گرفته باشد. در این حالت چه اتفاقی می‌افتد؟ احتمالا دانش‌آموزانی که بدهکار هستند این موضوع را انکار می‌کنند.
حتما تا به حال متوجه شده‌اید که ثبت اطلاعات در دفتری که احتمال دستکاری یا از بین بردن آن وجود دارد چقدر خطرناک است. برای این‌که این مشکل حل شود، راه حل پیشنهادی این است که تمام بده بستان‌ها در دفتر تمام بچه‌ها نوشته شود. در این حالت همه بچه‌ها یک نسخه از وضعیت کنونی را دارند. بنابراین در صورتی که یک دفتر گم شود دفترهای دیگر وجود دارند و مشکلی پیش نخواهد آمد. همچنین اگر کسی بخواهد دستکاری در دفتر انجام بدهد مورد قبول نخواهد شد مگر در حالتی که دفترِ بیش از نصف دانش‌آموزان کلاس را تغییر دهد. این مثال مشابه راه حلی است که بلاک چین برای حذف اعتماد بین افراد مختلف ارائه کرده است.
ویژگی مرکزگریزی بلاک چین، یک پتانسیل واقعی برای ایجاد محیط‌های غیرمتمرکز ایجاد می‌کند که در آن همه افراد باهم برابر هستند. در این حالت، بلاک چین قابل حذف نیست و نمی‌توان به صورت مخرب آن را کنترل کرد.
مساله فرماندهان بیزانسی در بلاک چین
مشکل اصلی در برابر ایجاد سیستم‌های غیرمتمرکز توضیح داده شده، چالشی است که با نام «مساله فرماندهان بیزانسی» معروف است. این مساله در سال 1980 به این صورت مطرح شد که برای هماهنگی اقدامات در یک جمع، تک‌تک افراد باید با همدیگر ارتباط داشته باشند. مثال بارز این اتفاق زمانی است که فرماندهان جنگ، شهری را محاصره کرده‌اند و می‌خواهند در مورد حمله به آن تصمیم‌گیری کنند. تنها راه ارتباطی آن‌ها نیز استفاده از پیام‌رسان است.
در این حالت هر فرمانده به طور جداگانه باید تصمیم حمله یا عقب‌نشینی بگیرد. مساله حمله یا عقب‌نشینی در این حالت اهمیتی ندارد. آن چه مهم است توافق بر روی یک تصمیم مشترک است. اگر آن‌ها تصمیم به حمله بگیرند، در صورتی موفق خواهند بود که همزمان این کار را انجام دهند. با وجود این‌که فرماندهان از طریق پیام‌رسان‌ها می‌توانند با هم هماهنگ شوند اما مشکلاتی در این بین به وجود می‌آید. به عنوان مثال پیام‌رسان می‌تواند پیام حمله فرمانده را با پیام عقب‌نشینی جایگزین کند.
بنابراین، ما به یک استراتژی نیاز داریم که توسط آن به «اجماع» (Consensus) برسیم. در این حالت، رهگیری پیام‌ها یا حضور افراد غیرمطمئن، خللی در کار ایجاد نمی‌کند. پس، در صورتی که بخواهیم بدون این‌که کسی بر بلاک چین نظارت کند، اطلاعات صحیح به سایرین انتقال دهیم، حتما باید راهکاری بیندیشیم تا افراد بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.
برای غلبه بر مشکلات احتمالی که توسط یک یا چند کاربر می‌تواند به شبکه بلاک چین تحمیل شود، باید قوانین و مکانیزم‌ها طوری طراحی شوند که در برابر آن‌ها مقاوم باشند. اگر سیستمی این ویژگی را داشته باشد به آن سیستم «بیزانسی مقاوم در برابر خطا» گفته می‌شود. این ویژگی به وسیله الگوریتم‌های اجماع در شبکه بلاک چین ایجاد شده است که در ادامه به بررسی آن‌ها خواهیم پرداخت.
شبکه همتا به همتا چیست؟
شبکه «همتا به همتا» (peer-to-peer) لایه کاربران است که در آن افراد به طور مستقیم با یکدیگر ارتباط برقرار و اطلاعات رد و بدل می‌کنند. وقتی شما با دوست خود به طور مستقیم صحبت می‌کنید یک ارتباط همتا به همتا ایجاد می‌کنید. اما اگر با او تماس تلفنی داشته باشید، تماس شما توسط یک سرور بررسی و سپس به دوست شما اطلاع‌رسانی می‌شود. این ارتباط دیگر همتا به همتا نیست. در تصویر زیر می‌توانید تفاوت این دو حالت را مشاهده کنید.
به ترتیب از چپ به راست: شبکه مرکزی و شبکه همتا به همتا
در اصل ارتباط همتا به همتا در سیستم‌های متمرکز وجود ندارد و مختص شبکه‌های غیرمتمرکز است. در سیستم متمرکز معمولا تمام اطلاعات در سرور قرار دارد. بنابراین شما باید برای دسترسی به آن‌ها، درخواستی برای سرور بفرستید و در صورت تایید از سمت سرور، آن را دریافت کنید. در این حالت شما اگر تمام داده‌های سرور را دانلود و در سیستم خود نگهداری کنید، می‌توانید بدون نیاز به سرور به اطلاعات دسترسی داشته باشید.
در شبکه بلاک چین افراد دقیقا چنین کاری انجام می‌دهند و تمام داده‌های شبکه در کامپیوتر آن‌ها ذخیره می‌شود. بنابراین اگر کاربری از شبکه خارج شود، بقیه کاربران همچنان به داده‌ها دسترسی دارند و می‌توانند با همدیگر اطلاعات رد و بدل کنند. در زمان تشکیل یک بلوک جدید، داده آن در شبکه پخش می‌شود و افراد می‌توانند دفتر کل خود را به‌روز کنند.
گره یا نود (Node)
گره یا نود شبکه به شکل ساده، دستگاه‌ها یا ماشین‌های متصل به شبکه هستند که کپی اطلاعات بلاک چین را نگهداری می‌کنند. همچنین نودها وظیفه اشتراک اطلاعات با دیگر دستگاه‌ها را بر عهده دارند. به طور کلی، برای راه‌اندازی نود کافی است نرم‌افزار شبکه دانلود و نصب شود. بقیه مراحل توسط خود سیستم و نرم‌افزار انجام خواهد شد.
تعریف بالا تعریف خالصی از نود بود. در تعاریف دیگر به هرکسی که با شبکه در ارتباط است نیز نود یا گره گفته می‌شود. به عنوان مثال در رمزارزها، یک اپلیکیشن کیف پول در گوشی شما به عنوان یک نود در شبکه شناخته می‌شود.
بلاک چین چگونه کار می کند؟
در قسمت‌های قبل گفته شد که بلاک چین زنجیره‌ای از بلوک‌ها است و هر بلوک لیستی از تراکنش‌های تایید شده را در خود ذخیره می‌کند. با توجه به این که سیستم بلاک چین توسط تعداد زیادی کامپیوترِ توزیع شده در سرتاسر دنیا کار می‌کند، بنابراین به عنوان یک دفتر کل توزیع شده می‌توان به آن نگاه کرد. این بدان معنی است که هر گره، یک کپی از داده‌های بلاک چین را در اختیار و با دیگر گره‌ها تعامل دارد تا همگام با آن‌ها باشد.
قسمت اصلی هر بلاک چینی فرآیند ماینینگ آن است که بر مبنای الگوریتم‌های هشینگ انجام می‌شود. در قسمت‌های قبل توضیح دادیم که هش، خروجی تابع ریاضی است. ورودی این تابع هر مقداری می‌تواند باشد اما خروجی آن یک مقدار منحصر به فرد با اندازه ثابت است. توابع هش، یک طرفه هستند و با داشتن خروجی نمی‌توان به ورودی آن‌ها دست پیدا کرد. یک طرفه بودن هش، باعث امنیت شبکه بلاک چین می‌شود. حال که با الگوریتم‌های مختلف شبکه بلاک چین آشنا شدیم بهتر است با بررسی دو مثال از سیستم‌های مالی سنتی و سیستم بلاک چین نحوه کار بلاک چین را توضیح دهیم.
مثال نحوه کار سیستم مالی سنتی
فرض کنید علی می‌خواهد به حساب دوستش رضا 500 هزار تومان پول واریز کند و هر دو آن‌ها در یک بانک حساب دارند. در این حالت، ابتدا علی درخواست انتقال خود را به بانک می‌دهد. بانک حساب علی را بررسی می‌کند تا موجودی مد نظر را برای انتقال داشته باشد. پس از آن تراکنش انجام می‌شود و 500 هزار تومان از حساب علی کم و به حساب رضا اضافه می‌شود. در نهایت پایگاه داده بانک، با اطلاعات جدید به‌روز می‌شود.
باتوجه به این‌که بلاک چین نوعی پایگاه داده است، تراکنش‌ها در آن تقریبا طی فرآیند مشابهی با مثال بالا انجام می‌شوند. تفاوت اساسی در این است که در بلاک چین یک واحد به‌خصوص، مسوولیت بررسی حساب‌ها و به‌روزرسانی پایگاه داده را در اختیار ندارد. در عوض تمامی گره‌ها این مسوولیت را بر عهده دارند.
مثال نحوه کار سیستم بلاک چین
حال فرض کنید علی می‌خواهد 2 بیت‌کوین برای رضا بفرستد و کل دارایی ارز دیجیتال او همین مقدار است. برای این منظور پیام انتقال از طرق ایجاد تراکنش در کیف پول، به شبکه و گره‌های آن فرستاده می‌شود. گره‌ها با مشاهده این پیام و بررسی دفتر کل توزیع شده، صحت اطلاعات را بررسی می‌کنند. اگر گره‌ها به اجماع رسیدند که علی این دو بیت‌کوین را دارد، تراکنش انجام و به بلوک اضافه می‌شود. برای بررسی دارایی‌ها، باید هویت علی در شبکه معلوم باشد که این کار از طریق «کلید خصوصی» انجام می‌شود.
اطلاعات موجود در هر بلوک شامل هش بلوک قبلی و تراکنش‌های تایید شده است. برای ایجاد رقابت بین ماینرها عبارتی به نام «نانس» (Nonce) بر اساس سختی شبکه به اطلاعات اضافه می‌شود. نانس به معنی «عددی که تنها یکبار به کار می‌رود» است. این عبارت توسط شبکه تعریف شده است و ماینرها به دنبال یافتن آن هستند. از آن‌جایی که تغییرات کوچک در ورودی، خروجی هشینگ را عوض می‌کند، از این‌رو، ماینرها نانس‌های مختلفی به ورودی اضافه و امتحان می‌کنند تا در نهایت خروجی هش مناسب را پیدا کنند.
این خروجی شامل تعدادی صفر بر اساس نانس استفاده شده است. پس از این‌که ماینری هش را حل کرد. نانس نهایی را به کل شبکه می‌فرستد. دیگر گره‌ها با قرار دان نانس در اطلاعات بلوک و اجرای تابع هش، صحت این ادعا را بررسی می‌کنند. در صورت تایید بلوک به زنجیره اضافه می‌شود.
در نهایت وقتی بلوک ایجاد شد اطلاعات آن در کل شبکه توزیع می‌شود تا دفتر کل برای تمامی گره‌ها به‌روز شود. اگر علی پس از انتقال 2 بیت‌کوین خود به رضا، بار دیگر بخواهد 2 بیت‌کوین به حسین بفرستد، نودها با بررسی دفتر کل به این نتیجه می‌رسند که علی این مقدار ارز را ندارد. بنابراین تراکنش انجام نمی‌شود. این مساله با نام «خرج مضاعف» (Double Spending) مطرح است که بلاک چین از آن جلوگیری می‌کند.
مالکیت در فضای بلاک چین چگونه تامین می‌شود؟
مفاهیمی مانند نام کاربری و رمز عبور که در سیستم‌های معمولی متداول است، کاربردی در شبکه بلاک چین ندارد. برای اثبات مالکیت در این فضا از «رمزنگاری کلید عمومی» (Public Key Cryptography) یا «رمزنگاری نامتقارن» (asymmetric cryptography) استفاده می‌شود. این نوع رمزنگاری از دو کلید عمومی و خصوصی بهره می‌گیرد. همین ویژگی باعث امنیت بالای این روش و گسترش استفاده از آن در سیستم‌های کامپیوتری و شبکه‌های بلاک چینی شده است.
کاربران برای این‌که قابلیت دریافت رمزارز از دیگران را داشته باشند، باید کلید خصوصی خود را ایجاد کنند. کلید خصوصی یک عدد تصادفی بسیار طولانی است که حدس زدن آن حتی با صرف صد‌ها سال برای کسی ممکن نیست. البته اگر کلید خصوصی در اختیار کس دیگری قرار بگیرد، او می‌تواند با وارد کردن رمز، ادعای مالکیت و مبالغ موجود را خرج کند. بنابراین هر کس باید کلید خصوصی خود را مخفی نگه دارد.
در پاراگراف قبل گفته شد که کلید خصوصی نباید به کس دیگری داده شود. حال سوالی که پیش می‌آید این است که طرف مقابل چگونه برای ما ارز انتقال می‌دهد. جواب این سوال در کلید عمومی نهفته است. کلید عمومی می‌تواند در اختیار دیگران قرار بگیرد. در واقع کلید عمومی به نوعی شماره حساب شما تلقی می‌شود. تبدیل کلید عمومی به کلید خصوصی تقریبا غیرممکن است بنابراین این روش امنیت بسیار بالایی برای کاربران ایجاد می‌کند. 
امنیت در بلاک چین چگونه تامین می‌شود؟
بلاک چین‌ها به وسیله مکانیزم‌های متعددی که شامل تکنیک‌های پیشرفته رمزنگاری و مدل‌های رفتاری-تصمیم‌گیری ریاضی، امنیت خود را تامین می‌کنند. در بسیاری از کاربردهای بلاک چین مساله تغییرناپذیری و امنیت بسیار حیاتی است. در این بخش نحوه تامین این دو ویژگی مهم بحث می‌شود.
اجماع و تغییرناپذیری
ویژگی اجماع به توانایی گره‌های یک شبکه برای رسیدن به اجماع، جهت ثبت تراکنش‌ها و ساخت بلوک گفته می‌شود. در مقابل، ویژگی تغییرناپذیری به معنی جلوگیری از کپی شدن معاملاتی است که قبلا در سیستم ثبت شده‌اند. این دو ویژگی در کنار هم باعث ایجاد امنیت در بلاک چین می‌شوند.
الگوریتم‌های اجماع به ما اطمینان می‌دهند که قوانین شبکه در حال اجرا است و همه اعضای شبکه در مورد وضعیت فعلی شبکه توافق دارند. در حالی که تغییرناپذیری، یکپارچگی داده‌ها و سوابق تراکنش‌های انجام شده را پس از تایید اعتبار هر بلوک تضمین می‌کند.
نقش رمزنگاری در امنیت بلاک چین
بلاک چین‌ها برای تامین امنیت داده‌های خود به طور گسترده از رمزنگاری استفاده می‌کنند. در این زمینه توابع هش رمزنگاری از اهمیت بالایی برخوردار هستند. هش کردن فرآیندی است که در آن یک تابع هش، ورودی را با اندازه دلخواه دریافت می‌کند و خروجی هش را با با یک طول ثابت برمی‌گرداند. در فرآیند هشینگ با کوچکترین تغییر در ورودی، خروجی تغییر می‌کند. اما اگر ورودی ثابت باشد هر چند بار هم تابع اجرا شود خروجی یکی خواهد بود.
در فضای بلاک چین خروجی توابع (هش) به عنوان شناساگرهای منحصربه‌فرد در بلوک داده‌ها استفاده می‌شوند. هش هر بلوک، با استفاده از هش بلوک قبل ایجاد شده است. همین موضوع باعث ایجاد زنجیره بلوک می‌شود. بنابراین، هش هر بلوک به هش بلوک قبلی و داده‌های ذخیره شده در بلوک بستگی دارد. شناساگرهای هش نقش مهمی در حفظ امنیت و تغییرناپذیری بلاک چین ایفا می‌کنند.
اقتصاد رمزنگاری
اقتصاد رمزنگاری، مطالعه اقتصاد در پروتکل‌های بلاک چین و بررسی خروجی حاصل از طراحی آِن بر مبنای رفتار کاربران شبکه است. منظور از امنیت اقتصاد در فضای رمزنگاری این است که بلاک چین انگیزه‌های اقتصادی بیشتری برای عمل صادقانه نسبت به رفتارهای مخرب برای گره‌ها ایجاد می‌کند. الگوریتم اجماع اثبات کار بیت‌کوین بهترین مثال در این حوزه است. کاربری که صادقانه عمل می‌کند از شبکه بیت‌کوین پاداش می‌گیرد. اما اگر این کاربر رفتار مخرب داشته باشد، توان محاسباتی و برق مصرفی او انگار هدر رفته است.
همین امر می‌تواند امنیت بلاک چین را در برابر حمله‌های احتمالی که هدف آن کنترل اجماع شبکه است، تامین کند. فضای رقابتی شدید که در بیت‌کوین وجود دارد به گونه‌ای است که به ندرت کسی یا گروهی اقدام به انجام حمله 51 درصد می‌کند. این درحالی است که هزینه تامین ابزارهای لازم برای در اختیار داشتن توان اجماع 51 درصدی نیز بسیار زیاد است. بنابراین انجام این کار در کل، صرفه اقتصادی نخواهد داشت.
مقیاس پذیری در بلاک چین چیست ؟
مقیاس پذیری بلاک چین، به توانایی شبکه در پاسخ به افزایش تقاضا در سیستم اشاره دارد. اگرچه بلاک چین ویژگی‌های مثبتی مانند غیرمتمرکز بودن و تغییرناپذیری را دارد اما این ویژگی‌ها در ازای پرداخت هزینه به دست آمده است. کاهش مقیاس‌پذیری یکی از این هزینه‌ها است. پایگاه داده‌های متمرکز برخلاف بلاک چین، توانایی انجام تراکنش‌ها را با سرعتی به مراتب بالاتر دارند. دلیل این امر عدم نیاز این سیستم‌ها به تایید تراکنش‌ها توسط هزاران نفر در سرتاسر دنیا است.
اگرچه راه‌حل‌های متفاوت زیادی برای حل این مشکل ارائه و اجرا شده‌اند اما در حال حاضر راه‌حل کارای نهایی، برای هیچ‌کس مشخص نیست. به نظر می‌رسد که راه‌حل‌های مختلف باید مورد آزمایش قرار بگیرند تا این‌که ساده‌ترین راه‌حل برای حل مشکل مقیاس‌پذیری به دست آید.
یک سوال اساسی در مورد مقیاس‌پذیری وجود دارد که دیدگاه‌ها را به دو دسته تقسیم می‌کند. یک دسته معتقدند برای افزایش مقیاس‌پذیری شبکه، باید عملکرد خود بلاک چین را افزایش دهیم که به آن «مقیاس‌پذیری درون‌زنجیره‌ای» (on-chain scaling) گفته می‌شود. دسته دیگر معتقدند که باید اجازه دهیم تراکنش‌ها بدون درگیری با بلاک چین اصلی انجام شوند و از این طریق مقیاس‌پذیری را افزایش دهیم. به این روش «مقیاس‌پذیری برون‌زنجیره‌ای» (off-chain scaling) می‌گویند.
هر یک از این روش‌ها مزایای خودشان را دارند. راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری درون زنجیره‌ای می‌تواند شامل کاهش اندازه تراکنش‌ها یا بهینه‌سازی نحوه ذخیره آن‌ها در بلوک باشد. از طرف دیگر راه‌حل‌های خارج از زنجیره شامل دسته‌بندی معاملات خارج از شبکه اصلی و اضافه کردن آن‌ها به شبکه با تاخیر زمانی است. برخی از روش‌های معروف مقیاس‌پذیری استفاده از «ساید‌چین» (Sidechain) و «کانال‌های پرداخت» (Payment Channels) است.
مقیاس‌پذیری به چه دردی می‌خورد؟
دلیل ایجاد بلاک چین، جایگزینی سیستم‌های متمرکز است. بلاک چین برای رقابت با این سیستم‌ها حداقل باید به اندازه آن‌ها مقیاس‌پذیر باشد. البته در عمل، برای جذب توسعه‌دهندگان و عموم مردم برای استفاده از این پلتفرم‌ها، بلاک چین مجبور است مقیاس‌پذیری بالاتری از سیستم‌های معمول ارائه کند. بنابراین نیاز است که بلاک چین سریع‌تر، ارزانتر و راحت‌تر از سیستم‌های سنتی باشد.
به عنوان مثال شبکه اجتماعی را در نظر بگیرید که در بلاک چین راه‌اندازی شده است. اگر این شبکه تنها توانایی انتقال 10 پیام در دقیقه را داشته باشد و میلیون‌ها کاربر در سرتاسر جهان بخواهند از این بستر استفاده کنند، پیام شما ممکن است بعد از چند روز به دست مخاطب برسد. در عمل استفاده از این سیستم هیج مبنا و منطقی ندارد.
مزایا و معایب تکنولوژی بلاک چین
بلاک چین برای حل مشکلات موجود در زمینه‌های مختلف مانند امور مالی و ذخیره‌سازی فایل به کار گرفته می‌شود. شبکه توزیع شده، نقاط قوت زیادی در مقابل مدل سنتی «مشتری-سرور» (Client-Server) دارد اما معایبی نیز در آن دیده می‌شود. در ادامه این دو وجهه از بلاک چین را مورد بحث و بررسی قرار می‌دهیم.
مزایای تکنولوژی بلاک چین
یکی از مزایای اولیه استفاده از بلاک چین – همانطور که در سفیدنامه بیت‌کوین آمده است – انجام تراکنش‌ها بدون حضور واسطه است. این قضیه در بلاکچی‌نهای نسل اول مانند بیت‌کوین و لایت‌کوین برای انتقال پول به وجود آمده است. در بلاک چین‌های جدید علاوه بر آن، امکان انتقال بدون واسطه هر نوع داده دیگر نیز فراهم است. حذف واسطه به معنی کاهش احتمال دستکاری و حذف داده و همچنین کاهش هزینه انتقال داده است.
دومین مزیت استفاده از بلاک چین، عدم نیاز به دریافت اجازه از شخص یا سازمان است. هر شخص با وصل بودن به اینترنت و داشتن نرم‌افزار مورد نظر شبکه می‌تواند به راحتی وارد شبکه شود و از امکانات آن استفاده کند. بنابراین، در این فضا هیچ کس نمی‌تواند به دیگری اعمال نظر کند و همه در برابر قوانین شبکه یکسان هستند.
یکی از مهمترین نقاط قوت شبکه‌های بلاک چین این است که از مقاومت بالایی در برابر سانسور یا حذف شبکه به وسیله افراد یا سازمان‌ها برخوردارند. در سیستم‌های متمرکز برای انجام خراب‌کاری تنها کافی است سرور شبکه مورد حمله قرار گیرد. اما در شبکه همتا به همتای بلاک چین، هر گره به عنوان یک سرور عمل می‌کند. لذا حذف آن راحت نیست.
بلاک چینی مانند بلاک چین بیت‌کوین بیش از 10 هزار گره قابل مشاهده در جهان دارد. برای یک عامل مخرب با منابع مالی قوی هم از کار انداختن این شبکه تقریبا غیرممکن است. این درحالی است که تعداد زیادی گره پنهان نیز در شبکه وجود دارد که قابل مشاهده نیستند. بنابراین، با در نظر گرفتن آن‌ها، امکان حمله به این شبکه و از بین بردن آن تقریبا صفر است.
مزایای ذکر شده در اکثر شبکه‌های بلاک چینی وجود دارد. اما هر بلاک چین به طور خاص می‌تواند مزایای دیگری نیز داشته باشد. برای اطلاع از مزایای هر پروژه مطالعه سفیدنامه پروژه و سایت‌های مربوطه توصیه می‌شود.
گروه تحلیلی آموزشی گلدن تریدرز
