كيف يعمل البلوكتشين

فهم المفهوم الأساسي

في جوهره، البلوكتشين هو دفتر الأستاذ اللامركزي والموزع. على عكس الدفاتر التقليدية التي يديرها كيان واحد، مثل البنك أو الشركة، ينتشر البلوكتشين عبر شبكة من الحواسيب، المعروفة بالعقد. كل عقد في الشبكة لديه نسخة من البلوكتشين بأكمله، الذي يحتوي على سجل بجميع المعاملات التي حدثت على الشبكة على مر الزمن. هذا الطبيعة الموزعة تضمن عدم تحكم كيان واحد كامل في البيانات، مما يجعله مقاومًا للغاية للتلاعب والرقابة.

التقنيات الرئيسية في البلوكتشين

التشفير

• التشفير أمر أساسي لأمن blockchain. يستخدم خوارزميات رياضية لتأمين المعاملات والتحكم في الوصول إلى blockchain. يستخدم التشفير العام - المفتاح ، على وجه الخصوص ، على نطاق واسع. في هذا النظام ، يكون لكل مستخدم زوج من المفاتيح: مفتاح عام ومفتاح خاص. يشبه المفتاح العام عنوانا يمكن للآخرين استخدامه لإرسال المعاملات ، بينما يتم الاحتفاظ بالمفتاح الخاص سرا ويستخدم لتوقيع المعاملات. عندما يريد المستخدم إرسال معاملة ، فإنه يستخدم مفتاحه الخاص لإنشاء توقيع رقمي. يمكن للمستلم بعد ذلك استخدام المفتاح العام للمرسل للتحقق من التوقيع والتأكد من أن المعاملة شرعية. على سبيل المثال ، في معاملة Bitcoin ، يوقع المرسل المعاملة بمفتاحه الخاص ، ويستخدم عمال المناجم على الشبكة المفتاح العام للمرسل للتحقق من صحة المعاملة.

تجزئة

• التجزئة هي مكون آخر حاسم. تأخذ وظيفة التجزئة مدخلًا (مثل تحويلة أو كتلة من التحويلات) وتنتج سلسلة ثابتة الطول من الأحرف، تعرف باسم تجزئة. التجزئة فريدة من نوعها للمدخل، مما يعني أن حتى تغيير طفيف في المدخل سيؤدي إلى تكوين تجزئة مختلفة تمامًا. في البلوكتشين، يتم استخدام التجزئات لربط الكتل معًا. تحتوي كل كتلة على تجزئة الكتلة السابقة، مما يخلق سلسلة من الكتل. هذا يجعل من الصعب للغاية تعديل كتلة في السلسلة لأنه إذا حاول المهاجم تغيير البيانات في كتلة، فإن تجزئة تلك الكتلة ستتغير، وسيتعين أيضًا تحديث جميع الكتل التالية، الأمر الذي يعتبر غير قابل للحساب بشكل حسابي في شبكة بلوكتشين بمقياس كبير.

عملية البلوكتشين

بدء المعاملة

• عندما يرغب المستخدم في بدء معاملة، يقوم بإنشاء طلب معاملة. على سبيل المثال، في معاملة العملة المشفرة، يحدد المرسل عنوان المستلم، والمبلغ المراد تحويله، وأي معلومات إضافية. ثم يتم توقيع المعاملة بمفتاح المرسل الخاص لإثبات صحتها.

انتشار المعاملات

• ثم يتم بث المعاملة الموقعة إلى شبكة العقد. تقوم هذه العقد بالتحقق من المعاملة عن طريق فحص التوقيع الرقمي، مضمنة أن المرسل يمتلك الأموال الكافية، والتحقق من تفاصيل المعاملة الأخرى. بمجرد أن يتحقق عقد من معاملة، يضيف المعاملة إلى مجموعة من المعاملات غير المؤكدة.

إنشاء الكتلة

• يتحمل المنقبون (في سلسلة كتل العمل مثل بيتكوين) أو الموثقون (في آليات التوافق الأخرى) مسؤولية إنشاء كتل جديدة. يقومون بجمع مجموعة من المعاملات غير المؤكدة من البركة وتعبئتها في كتلة جديدة. بالإضافة إلى المعاملات، تحتوي الكتلة أيضًا على الطابع الزمني، ورقم (عدد يستخدم مرة واحدة)، والتجزئة للكتلة السابقة. يشترك المنقبون في نظام العمل ثم يشاركون في عملية محوسبة مكثفة للعثور على تجزئة تلبي معايير معينة. تتطلب هذه العملية، المعروفة باسم التعدين، قدرة حاسوبية وطاقة كبيرة.

آلية التوافق

• بعد أن يجد المنقب تجزئة صالحة لكتلة جديدة، يبث الكتلة إلى الشبكة. ثم تقوم العقد الأخرى في الشبكة بالتحقق من محتويات الكتلة، بما في ذلك المعاملات والتجزئة. إذا اتفق غالبية العقد (في نظام الإثبات العمل) أو مجموعة محددة مسبقًا من المحققين (في آليات التوافق الأخرى) على أن الكتلة صالحة، يتم إضافة الكتلة إلى سلسلة الكتل. يُسمى هذا العملية للتوصل إلى اتفاق بين العقد بآلية التوافق. تستخدم سلاسل الكتل المختلفة آليات توافق مختلفة، مثل الإثبات العمل، والإثبات بالحصة، deleGate.iod الإثبات بالحصة، وما إلى ذلك، كل منها يأتي مع مزايا وعيوب خاصة به.

مزايا البلوكتشين

شفافية

• نظرًا لأن كل عقدة في الشبكة لديها نسخة من البلوكتشين، فإن جميع المعاملات مرئية لجميع المشاركين. تبني هذه الشفافية الثقة بين المستخدمين حيث يمكنهم التحقق بشكل مستقل من سلامة البيانات.

الأمان

• تجميع التشفير والطبيعة الموزعة للبلوكتشين تجعله آمنًا للغاية. التلاعب بالبلوكتشين يتطلب من المهاجم السيطرة على غالبية العقد في الشبكة، وهو أمر صعب للغاية ومكلف.

عدم التغيير

• بمجرد إضافة كتلة إلى البلوكتشين, يصبح من المستحيل تقريبا تغييرها. تضمن آليات التجزئة والربط بين الكتل أن البيانات في البلوكتشين تبقى دون تغيير مع مرور الوقت.

في الختام، تعتبر تكنولوجيا البلوكتشين نظاماً معقداً ومبتكراً له القدرة على تعطيل وتحسين العديد من جوانب حياتنا الرقمية. طبيعته المتمركزة والآمنة والشفافة تفتح آفاقاً جديدة لصناعات مختلفة، ومع استمرار تطوره، يمكننا التوقع بمزيد من انتشاره وتطبيقاته الإبداعية في المستقبل.