بلوك تشين تفتح المستقبل: أفضل مقدمة تقنية في عام 2024
ما هي البلوك تشين؟
البلوك تشين هي قاعدة بيانات موزعة أو دفتر أستاذ مشترك بين عقد شبكة الحاسوب. وتُعرف بدورها الرئيسي في الحفاظ على سجلات المعاملات الآمنة واللامركزية في أنظمة العملات المشفرة، إلا أن استخدامها يمتد إلى ما هو أبعد من العملات المشفرة. يمكن للبلوك تشين أن تجعل البيانات في أي مجال غير قابلة للتغيير – بمعنى أنه لا يمكن تغييرها.
عدم القدرة على تغيير الكتل يعني أن الثقة ضرورية فقط عندما يتم إدخال البيانات من قبل المستخدمين أو البرامج. وهذا يقلل من الاعتماد على أطراف ثالثة موثوق بها، وغالبًا ما يكونون مدققين أو غيرهم ممن يُدخلون التكاليف والأخطاء.
منذ طرح البيتكوين في عام 2009، ارتفع استخدام سلسلة الكتل مع إنشاء العديد من العملات المشفرة وتطبيقات التمويل اللامركزي (DeFi) والرموز غير القابلة للاستبدال (NFTs) والعقود الذكية.
النقاط الرئيسية حول البلوك تشين
- سلسلة الكتل عبارة عن قاعدة بيانات مشتركة تختلف عن قواعد البيانات النموذجية في كيفية تخزين المعلومات؛ فهي تخزن البيانات في كتل مرتبطة بشكل مشفر.
- يمكن تخزين أنواع مختلفة من المعلومات على البلوك تشين، ولكنها تُستخدم بشكل شائع كسجل للمعاملات.
- فيما يتعلق بالبيتكوين، فإن البلوك تشين لا مركزية، مما يعني أنه لا يوجد فرد واحد أو مجموعة واحدة تتحكم فيها؛ وبدلاً من ذلك، يتم تقاسم التحكم بين جميع المستخدمين.
- سلاسل الكتل اللامركزية غير قابلة للتغيير، مما يعني أنه بمجرد إدخال البيانات، لا يمكن عكسها. بالنسبة للبيتكوين، يتم تسجيل المعاملات بشكل دائم ويمكن لأي شخص الوصول إليها.
كيف تعمل؟
قد تكون على دراية بجداول البيانات أو قواعد البيانات. تتشابه سلسلة الكتل من حيث أنها قاعدة بيانات لإدخال المعلومات وتخزينها. ومع ذلك، فإن الفرق الرئيسي بين قواعد البيانات التقليدية أو جداول البيانات التقليدية وسلسلة الكتل هو في البنية والوصول إلى البيانات.
تتكون سلاسل الكتل من برامج تسمى البرامج النصية، والتي تؤدي المهام التي تقوم بها عادةً في قاعدة البيانات: إدخال المعلومات والوصول إليها وحفظها وتخزينها في مكان ما. يتم توزيع سلاسل الكتل (Blockchains)، مما يعني أنه يتم الاحتفاظ بنسخ متعددة على العديد من الأجهزة، ويجب أن تتطابق جميعها لتكون صالحة.
تقوم سلاسل الكتل بجمع معلومات المعاملات وإدخالها في كتلة، على غرار الطريقة التي يحتوي بها جدول البيانات على المعلومات في الخلايا. وبمجرد امتلائها، يتم تمرير المعلومات عبر خوارزمية تشفير، مما يؤدي إلى إنشاء رقم سداسي عشري يُعرف باسم قيمة التجزئة.
ثم يتم إدخال قيمة التجزئة هذه في رأس الكتلة الموجودة أسفلها وتشفيرها باستخدام المعلومات الأخرى في الكتلة. يؤدي هذا إلى إنشاء سلسلة من الكتل المترابطة.
عملية المعاملات
- تتبع المعاملات عملية محددة، اعتمادًا على سلسلة الكتل التي تحدث فيها المعاملة. على سبيل المثال، في سلسلة بلوك تشين البيتكوين، يؤدي بدء معاملة مع محفظة عملة مشفرة (تطبيق يوفر واجهة لسلسلة الكتل) إلى سلسلة من الأحداث.
- في البيتكوين، يتم إرسال معاملتك إلى مجمّع ميمبول حيث يتم تخزينها ووضعها في قائمة الانتظار حتى يلتقطها المُعدِّن أو المُدقِّق. بمجرد إدخالها في كتلة وامتلاء تلك الكتلة بالمعاملات، يتم إغلاقها وتشفيرها باستخدام خوارزمية تشفير. ثم يبدأ التعدين.
- تعمل الشبكة بأكملها في وقت واحد “لحل” مشكلة التجزئة. حيث يقوم كل منها بتوليد تجزئة عشوائية، باستثناء “nonce”، وهو اختصار للرقم المستخدم مرة واحدة.
- يبدأ كل عامل منجم برقم nonce يساوي صفر، والذي يتم إلحاقه بالتجزئة التي تم إنشاؤها عشوائيًا. إذا كان هذا الرقم لا يساوي قيمة التجزئة المستهدفة أو أقل منها، تتم إضافة 1 إلى الرقم nonce، ويتم إنشاء قيمة تجزئة كتلة جديدة. يستمر هذا حتى يقوم المُعَدِّن بتوليد قيمة تجزئة صالحة ويفوز بالسباق ويحصل على مكافأة.
- إن توليد قيم تجزئة عشوائية حتى يتم العثور على قيمة تجزئة محددة هو ما تسمعه غالبًا ما يشار إليه باسم “إثبات العمل” – فهو “يثبت” أن المُعدِّن قام بالعمل. إن مقدار العمل المطلوب للتحقق من قيمة التجزئة هو السبب في أن شبكة البيتكوين تستهلك الكثير من الطاقة الحسابية والطاقة.
- بمجرد إغلاق الكتلة، تكتمل المعاملة. ومع ذلك، لا يتم اعتبار الكتلة مؤكدة حتى يتم التحقق من صحة خمس كتل أخرى. تستغرق الشبكة حوالي ساعة لإكمال التأكيد لأن كل كتلة تستغرق في المتوسط أقل من 10 دقائق (الكتلة الأولى التي تحتوي على المعاملات والكتل الخمس التالية مضروبة في 10 تساوي حوالي 60 دقيقة).
- لا تتبع جميع سلاسل الكتل هذه العملية. على سبيل المثال، تقوم شبكة الإيثيريوم باختيار مدقق عشوائيًا من بين جميع المستخدمين الذين يشاركون الإيثيريوم للتحقق من كتلة ما، ثم يتم تأكيدها من قبل الشبكة. وهذه العملية أسرع وتستهلك طاقة أقل من عملية البيتكوين.
ما هي اللامركزية
تسمح البلوك تشين بتوزيع البيانات في قاعدة البيانات عبر عقد شبكية متعددة (أجهزة كمبيوتر أو أجهزة تعمل ببرنامج البلوك تشين). وهذا لا يخلق التكرار فحسب، بل يحافظ أيضًا على دقة البيانات. على سبيل المثال، إذا حاول شخص ما تغيير سجل في أحد مثيلات قاعدة البيانات، فإن العقد الأخرى ستمنع حدوث ذلك. وبهذه الطريقة، لا يمكن لأي عقدة واحدة في الشبكة تغيير المعلومات المخزنة داخلها.
وبسبب هذا التوزيع وإثبات التشفير للعمل المكتمل، فإن المعلومات والسجلات (مثل المعاملات في العملات الرقمية) لا يمكن الرجوع عنها. يمكن أن تكون هذه السجلات قائمة بالمعاملات (كما هو الحال في العملات الرقمية)، ولكن يمكن أن تخزن سلاسل الكتل أيضًا أنواعًا أخرى مختلفة من المعلومات، مثل العقود القانونية أو إثباتات الهوية أو قوائم جرد الشركات.
الشفافية
نظراً للطبيعة اللامركزية لسلسلة بلوكشين البيتكوين، يمكن عرض جميع المعاملات بشفافية من خلال امتلاك عقدة شخصية أو باستخدام مستكشف سلسلة الكتل الذي يسمح لأي شخص بعرض المعاملات في الوقت الحقيقي. كل عقدة لديها نسختها من السلسلة، ويتم تحديثها بتأكيد وإضافة كتل جديدة. وهذا يعني أنه يمكنك تتبع البيتكوين أينما ذهبت، إذا كنت ترغب في ذلك.
على سبيل المثال، تم اختراق البورصات في الماضي، مما أدى إلى فقدان كميات كبيرة من العملات الرقمية. وعلى الرغم من أن المخترقين قد يكونون مجهولين (بخلاف عناوين محافظهم)، إلا أنه من السهل تتبع العملة الرقمية التي استخرجوها لأن عناوين المحفظة منشورة على البلوك تشين.
بالطبع، يتم تشفير السجلات المخزنة على بلوك تشين البيتكوين (ومعظم سلاسل الكتل الأخرى). وهذا يعني أن الشخص الذي تم تعيين العنوان له هو الوحيد الذي يمكنه الكشف عن هويته. لذلك، يمكن لمستخدمي البلوك تشين أن يظلوا مجهولي الهوية مع الحفاظ على الشفافية.
هل البلوك تشين آمنة؟
تحقق تقنية البلوك تشين الأمان اللامركزي والثقة بعدة طرق. أولاً، يتم تخزين الكتل الجديدة دائمًا بشكل خطي وتسلسل زمني. أي أنها تُضاف دائمًا إلى “نهاية” سلسلة الكتل. بمجرد إضافة كتلة إلى نهاية سلسلة الكتل، من الصعب جدًا العودة وتغيير محتويات الكتلة ما لم تتوصل أغلبية الشبكة إلى توافق في الآراء للقيام بذلك.
أي تغيير في البيانات في كتلة ما من شأنه أن يغير قيمة تجزئتها. ونظرًا لأن كل كتلة تحتوي على قيمة تجزئة الكتلة السابقة، فإن أي تغيير واحد سيؤثر على جميع الكتل اللاحقة. سترفض الشبكة أي كتلة تم تغييرها لأن قيم التجزئة لن تتطابق.
لا يمكن اختراق جميع سلاسل الكتل بنسبة 100%. فهي عبارة عن دفاتر حسابات موزعة، تستخدم التعليمات البرمجية لإنشاء مستوى معروف من الأمان. إذا كانت هناك نقاط ضعف في الكود، فيمكن استغلالها.
على سبيل المثال، لنفترض أن أحد المخترقين يدير عقدة على شبكة البلوك تشين ويريد تغيير البلوك تشين لسرقة عملة رقمية من الآخرين. إذا أرادوا تغيير نسختهم، فسيحتاجون إلى إقناع العقد الأخرى بأن نسختهم هي النسخة الصحيحة.
سيحتاجون إلى السيطرة على غالبية الشبكة للقيام بذلك وإدخالها في اللحظة المناسبة. يُعرف هذا بالهجوم بنسبة 51% لأنك ستحتاج إلى السيطرة على أكثر من 50% من الشبكة لمحاولة الهجوم.
في مثل هذه الأنواع من الهجمات، التوقيت هو كل شيء – من المحتمل أن تكون الشبكة قد تجاوزت الكتلة التي يحاولون تغييرها بحلول الوقت الذي يقوم فيه المخترق بأي تحركات. هذا لأن هذه الشبكات تقوم بالتجزئة بوتيرة سريعة بشكل لا يصدق – اعتبارًا من 21 أبريل 2023، كان معدل تجزئة شبكة البيتكوين 348.1 إكساهاش في الثانية (أي 18 صفرًا).
البيتكوين والبلوك تشين
تم تحديد تقنية البلوك تشين لأول مرة في عام 1991 من قبل الباحثين ستيوارت هابر و دبليو سكوت ستورنيتا، اللذين أرادا تطبيق نظام لا يمكن التلاعب فيه بالطوابع الزمنية للوثائق. ولكن لم يتم استخدام البلوك تشين لأول مرة في العالم الحقيقي إلا بعد عقدين تقريبًا، مع إطلاق البيتكوين في يناير 2009.
بُني بروتوكول البيتكوين على البلوك تشين. في ورقة بحثية للتعريف بالعملة الرقمية، وصفها مبتكر البيتكوين الذي يحمل اسمًا مستعارًا، ساتوشي ناكاموتو، بأنها “نظام نقدي إلكتروني جديد يعتمد على التعامل من نظير إلى نظير بشكل كامل، دون وجود طرف ثالث موثوق به.”
مفتاح الفهم هو أن البيتكوين يستخدم البلوك تشين كوسيلة لتسجيل دفتر الأستاذ للمدفوعات بين الأطراف أو المعاملات الأخرى بشفافية.
يمكن لسلسلة الكتل تسجيل أي عدد من نقاط البيانات بشكل دائم. ويمكن أن يكون ذلك في شكل معاملات أو أصوات انتخابية أو قوائم جرد المنتجات أو هويات الدولة أو صكوك المنازل وغيرها.
في الوقت الحالي، تتطلع عشرات الآلاف من المشاريع إلى تطبيق البلوك تشين بطرق مختلفة لمساعدة المجتمع، ليس فقط في تسجيل المعاملات ولكن، على سبيل المثال، كوسيلة للتصويت الآمن في الانتخابات الديمقراطية.
إن ثبات سلسلة الكتل يعني أن التصويت الاحتيالي سيصبح أكثر صعوبة بكثير. على سبيل المثال، يمكن لنظام التصويت أن يمنح كل مواطن في بلد ما عملة مشفرة واحدة أو رمزًا مميزًا.
وسيحصل كل مرشح بعد ذلك على عنوان محفظة محدد، وسيقوم الناخبون بإرسال عملتهم الرمزية أو العملة المشفرة إلى عنوان المرشح الذي يرغبون في التصويت له. ومن شأن طبيعة البلوك تشين الشفافة والقابلة للتتبع أن تلغي الحاجة إلى الفرز اليدوي للأصوات، فضلاً عن قدرة الجهات الفاعلة السيئة على التلاعب ببطاقات الاقتراع المادية.
كيف تُستخدم البلوك تشين؟
من المعروف أن الكتل الموجودة على بلوك تشين البيتكوين تخزن بيانات المعاملات. واليوم، يعمل أكثر من 23,000 نظام عملات رقمية أخرى على البلوك تشين. ولكن اتضح أن البلوك تشين هي طريقة موثوقة لتخزين البيانات حول أنواع أخرى من المعاملات أيضًا.
وتشمل بعض الشركات التي تُجري تجارب على البلوك تشين وول مارت، وفايزر، وAIG، وسيمنز، ويونيليفر، على سبيل المثال لا الحصر. على سبيل المثال، أنشأت شركة IBM سلسلة بلوك تشين Food Trust لتتبع رحلة الطعام إلى وجهته.
لماذا تفعل ذلك؟ شهدت صناعة الأغذية تفشي عدد لا يحصى من حالات تفشي بكتيريا الإشريكية القولونية والسالمونيلا والليستيريا؛ وفي بعض الحالات، تم إدخال مواد ضارة في الأطعمة عن غير قصد. في الماضي، كان الأمر قد يستغرق أسابيع للعثور على مصدر تفشي هذه الأمراض أو سبب الأمراض مما كان الناس يتناولونه.
مع تقنية البلوك تشين، يمكن للعلامات التجارية تتبع مسار الطعام من مصدره، مرورًا بكل محطة من محطاته، وحتى تسليمه. ليس هذا فحسب، بل يمكن لهذه الشركات الآن أن ترى كل شيء آخر قد يكون قد تلامس معها، مما يسمح لها بتحديد المشاكل بشكل أسرع، مما قد ينقذ الأرواح. هذا أحد الأمثلة على تطبيق البلوك تشين عمليًا، ولكن هناك العديد من الأشكال الأخرى لتطبيق البلوك تشين.
خلاصة القول
نظرًا لأن هذه التكنولوجيا شهدت العديد من التطبيقات العملية التي تم تنفيذها واستكشافها بالفعل، فقد ظهرت البلوك تشين أخيرًا بفضل البيتكوين والعملات المشفرة إلى حد كبير. وباعتبارها كلمة رنانة على لسان كل مستثمر في جميع أنحاء البلاد، فإن البلوك تشين ستجعل العمليات التجارية والحكومية أكثر دقة وكفاءة وأمانًا ورخصًا مع عدد أقل من الوسطاء.
ومع دخولنا العقد الثالث من البلوك تشين، لم يعد السؤال المطروح هو ما إذا كانت الشركات التقليدية ستلحق بركب هذه التكنولوجيا، بل متى. فاليوم، نشهد طفرة في عمليات التحويلات المالية غير القابلة للتداول وترميز الأصول. وبالتالي، من المتوقع أن تكون العقود القادمة فترة نمو كبيرة للبلوك تشين.
المراجع