ما هو البلوكشين؟
باختصار، تعد سلسلة البلوكشين قائمة بسجلات البيانات التي تعمل بمثابة سجل رقمي لامركزي. ويتم تنظيم البيانات في كُتل، التي تم ترتيبها وتأمينها زمنياً من خلال التشفير.
تم إنشاء أولى نماذج سلاسل البلوكشين في أوائل تسعينيات القرن الماضي عندما استخدم كل من ستيوارت هابر، عالم الكمبيوتر ودبليو سكوت ستورنيتا، عالم الفيزياء تقنيات التشفير في سلسلة من الكتل كطريقة لتأمين المستندات الرقمية من التلاعب بالبيانات.
كان عمل ستيورات وستورنيتا بالتأكيد مصدر إلهام لأعمال كثير من علماء الكمبيوتر ومحبي التشفير - مما أدى بالنهاية إلى ابتكار عملة البيتكوين، باعتبارها أول نظام نقدي إلكتروني لا مركزي (أو ببساطة أول عملة رقمية).
على الرغم من أن تكنولوجيا سلسلة البلوكشين أقدم من العملات الرقمية، لم يبدأ التعرف على إمكاناتها إلا بعد ابتكار عملة البيتكوين خلال عام 2008. ومنذ ذلك الحين، شهد الاهتمام بتكنولوجيا سلسلة البلوكشين تزايداً تدريجياً ويتم الاعتراف حالياً بالعملات الرقمية على نطاق أوسع.
غالباً ما تُستخدم تكنولوجيا سلسلة البلوكشين بهدف تسجيل معاملات العملات الرقمية، ولكنها تناسب عدة أنواع أخرى من البيانات الرقمية ويمكن تطبيقها على مجموعة واسعة من حالات الاستخدام. تعد شبكة بيتكوين هي أقدم شبكات سلاسل البلوكشين وأكثرها أماناً وأكبرها أيضاً، والتي صُممت بمزيج دقيق ومتوازن من التشفير و نظرية الألعاب.
كيفية عمل سلسلة البلوكشين؟
في سياق العملات الرقمية، تتكون سلسلة البلوكشين من سلسلة مستقرة من الكتل، تُخزن كل كتلة قائمة بالمعاملات المؤكدة مسبقاً. بما أن حماية شبكة سلسلة البلوكشين تعتمد على عدد هائل من أجهزة الكمبيوتر في جميع أنحاء العالم، فهي تعمل بمثابة قاعدة بيانات لامركزية (أو سجل). يعني ذلك أن كل مشارك (عُقدة) يحتفظ بنسخة من بيانات سلسلة البلوكشين، ويقوم بالتواصل مع المشاركين الآخرين للتأكد من أنها على نفس الصفحة (أو كتلة).
وبناءً على ذلك، تحدث معاملات سلسلة البلوكشين ضمن شبكة عالمية من شخص لشخص وهو ما يجعل البيتكوين عملة رقمية لامركزية تتميز بأنها لا تعرف حدوداً ومقاومة للرقابة. بالإضافة إلى ذلك، تعتبر معظم أنظمة سلاسل البلوكشين منظومة شفافة لأنها لا تتطلب أي نوع من الثقة. ولا توجد جهة بعينها تتحكم في بيتكوين.
ويعد الجزء المحوري من كل سلسلة بلوكشين تقريباً هو عملية التعدين، التي تعتمد على خوارزميات التجزئة. تستخدم بيتكوين خوارزمية فهرس تجزئة 256 (خوارزمية التجزئة الآمنة 256 بت). فهي تأخذ المدخلات بأي طول وتولد مخرجات لها نفس الطول دائماً. وتُسمى المخرجات الناتجة "بقيمة التجزئة"، وفي هذه الحالة، تتكون دائماً من 64 حرفاً (256 بت).
وبذلك ستؤدي نفس المدخلات إلى المخرجات ذاتها، بغض النظر عن عدد مرات تكرار العملية. ولكن في حالة حدوث تغيير بسيط في المدخلات، ستتغير المخرجات تماماً. ومن ثم، تعتبر دوال التجزئة حتمية، وفي عالم العملات الرقمية، صُممت معظمها لتكون دالة تجزئة أحادية الاتجاه.
وتعني الدالة أحادية الاتجاه أنه يكاد يكون من المستحيل حساب ماهية المدخلات من المخرجات. يستطيع الشخص تخمين فقط ماهية المدخلات، ولكن تقل احتمالات تخمينها بشكل صحيح بنسبة كبيرة. ويعد ذلك أحد أسباب الأمان الذي تتمتع به سلسلة البلوكشين الخاصة بالبيتكوين.
الآن بعد أن عرفنا ما تفعله الخوارزمية، لنوضح كيفية عمل سلسلة البلوكشين من خلال مثال بسيط على المعاملات.
تخيل أليس وبوب وما لديهم من أرصدة عملات البيتكوين. لنفترض أن أليس مدينة لبوب بعملتي بيتكوين.
كي تتمكن أليس من إرسال 2 بيتكوين إلى بوب، تقوم أليس ببث رسالة بالمعاملة التي ترغب في إجراؤها إلى جميع المُعدنين داخل الشبكة.
في هذه المعاملة، تعطي أليس المعدنين عنوان بوب ومبلغ البيتكوين الذي ترغب في إرساله، بالإضافة إلى التوقيع الرقمي والمفتاح العام الخاص بها. يتم التوقيع باستخدام المفتاح الخاص لأليس حيث يستطيع المعدنون التحقق، في الواقع، من ملكية أليس لهذه العملات.
بمجرد أن يتأكد المعدنون من صحة المعاملة، يستطيعوا وضعها في الكتلة إلى جانب المعاملات الأخرى ومحاولة تعدين الكتلة. ويتم ذلك من خلال وضع الكتلة في خوارزمية فهرس تجزئة 256. يجب أن تبدأ المخرجات بعدد محدد من الأصفار لتُعتبر صحيحة. يتوقف عدد الأصفار المطلوبة على ما يُسمى "بالصعوبة" التي تتغير حسب مقدار قوة الحوسبة الموجودة على الشبكة.
للحصول على قيمة تجزئة مخرجات بعدد الأصفار المطلوبة في البداية، يضيف المعدنون ما يُسمى "بالرمز الخاص" في الكتلة قبل تفعيلها عن طريق الخوارزمية. نظراً لأن إجراء تغيير بسيط بالمدخلات يؤدي إلى تغيير المخرجات بالكامل، يحاول المعدنون إضافة رمز خاص عشوائي حتى يجدوا قيمة تجزئة مخرجات صحيحة.
بمجرد تعدين الكتلة، يقوم المُعدن ببث هذه الكتلة التي تم تعدينها مؤخراً إلى جميع المعدنين الآخرين. ثم يقوموا بالتحقق للتأكد من صحة الكتلة كي يستطيعوا إضافتها إلى نسختها من سلسلة البلوكشين وإتمام المعاملة. ولكن في الكتلة، يحتاج المعدنون إلى تضمين قيمة تجزئة المخرجات من الكتلة السابقة حتى يتم ربط جميع الكتل معاً، لذلك سُميت بسلسلة البلوكشين. ويشكل هذا الجزء أهمية بالغة بسبب الطريقة التي تعمل بها الثقة داخل النظام.
يحتفظ كل مُعدن بنسخته الخاصة بسلسلة البلوكشين على جهاز الكمبيوتر ويثق الجميع في سلسلة البلوكشين التي تحتوي على أكبر قدر من أعمال الحوسبة، والتي تُعد أطول سلسلة بلوكشين. إذا قام المُعدن بتغيير معاملة في كتلة سابقة، ستتغير قيمة تجزئة المخرجات لهذه الكتلة مما سيؤدي إلى تغيير جميع الكتل أيضاً نظراً لمراعاة الكتل مع قيم التجزئة. سيتعين على المُعدن القيام بالعمل مرة أخرى ليتفق أي شخص على أن سلسلة البلوكشين الخاصة به هي المناسبة. وبذلك، إذا أراد المعدن أن يتلاعب، سيحتاج إلى أكثر من 50% من قوة الحوسبة الموجودة بالشبكة وهو أمر غير مرجح. ويُطلق على هذه الهجمات بالشبكة هجمات 51%.
يُسمى نموذج عمل أجهزة الكمبيوتر من أجل إنتاج كتل دليل العمل (PoW) وتوجد نماذج أخرى مثل دليل ربط الحصة (PoS) الذي لا يتطلب هذا القدر من قوة الحوسبة ومن المفترض أن تتطلب كهرباء أقل مع القدرة على استيعاب مزيد من المستخدمين.