Blockchain

بلاکچین چیست ؟

زنجیره بلوکی یا بلاکچین که در زبان انگلیسی Blockchain گفته می‌شود یک تکنولوژی  برای ثبت و ضبط داده‌ها به حساب می‌آید که به آن پایگاه داده  نیز گفته می‌شود. این داده‌ها می‌توانند برای نمونه تراکنش‌های بانکی باشند یا اسناد مالکیت، قرارها، پیام‌های شخصی یا دیگر اطلاعات.

یکی از ویژگی های زنجیرهٔ بلوکی این است که کار ذخیرهٔ این داده‌ها بدون وجود یک مدیر و صاحب‌اختیار مرکزی امکان‌پذیر است و نمی‌توان با تخریب یک نقطهٔ مرکزی داده‌های ذخیره‌شده را تحریف یا نابود کرد که نام این ویژگی شبکه عمومی و غیرمتمرکز نام دارد. معروف‌ترین شبکه عمومی و غیرمتمرکزی که از این ویژگی بلاکچین استفاده میکند، رمز ارز بیت کوین، اتریوم و تتر  است.

زنجیرهٔ بلوکی معاملات آنلاین امن را تسهیل می‌کند.زنجیرهٔ بلوکی یک کتاب خانه دیجیتالی  غیر متمرکز و توزیع شده‌است که برای ضبط معاملات در میان رایانه‌های بسیاری استفاده می‌شود تا بتوان بدون تغییر تمام بلوک‌های بعدی و بدون همکاری شبکه مقادیر ثبت شده را با استفاده از پس‌انداز تغییر داد.  این امر به شرکت کنندگان اجازه می‌دهد تا به بررسی و حسابرسی  معاملات ارزان بپردازند. اصالت سنجی  آن‌ها توسط همکاری جمعی توسط اشتراک منافع جمعی خود تأیید می‌شوند.نتیجه، یک گردش کار قوی است که عدم قطعیت شرکت کنندگان در مورد امنیت داده ها یک امر حاشیه‌ای است. استفاده از یک زنجیرهٔ بلوکی ویژگی مشخص تکثیر بی‌نهایت از یک دارایی دیجیتال را حذف می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود که هر واحد ارزش تنها یک بار منتقل می‌شود، و مشکل دیرینهٔ هزینه‌های دوگانه را حل کرده‌است. زنجیرهٔ بلوکی به عنوان یک پروتکل رمزگاری  ارزش‌گذاری تعریف شده‌است.این مبادله بر مبنای زنجیرهٔ بلوکی می‌تواند سریع‌تر، امن‌تر و ارزان‌تر از سیستم‌های سنتی تکمیل شود. زنجیرهٔ بلوکی می‌تواند حقوق عنوان را اختصاص دهد، زیرا رکوردی را فراهم می‌کند که باعث ارائه و پذیرش می‌شود.

زنجیرهٔ بستکی پایگاه داده توزیع شده  و مبتنی بر اجماع است که به صورت مستمر فهرستی از رکوردها (رده‌ها) را که هر کدام به گزینه‌های قبلی فهرست ارجاع می‌دهند، حفظ می‌کند و بدین وسیله در مقابله با تضعیف یا بازنگری غیرمجاز تقویت می‌شود. زنجیره بلوکی خود زیر بخشی از فناوری‌های دفترکل توزیع شده  (Distributed Ledger) است. زنجیره بلوکی گونه‌ای از معماری‌های داده مورد استفاده در فناوری دفاتر کل توزیع شده است که در آن سوابق تراکنش‌ها در زنجیره‌های متصل به یکدیگر ذخیره می‌شوند.

در این فناوری با وجود کاربران متعددی که به‌طور هم‌زمان داده‌هایی را ثبت و اصلاح می‌کنند و ممکن است که آن داده‌ها با هم تداخل داشته باشند، شبکه قادر به حفظ یکپارچگی محتوای پایگاه داده است و طولانی‌ترین زنجیره انتخاب می‌شود و دیگر زنجیره‌ها نادیده گرفته می‌شوند. با توجه به ساختار داده  رمزنگاری شده که بلاک چین دارا است، یکپارچگی بدون سازمان دهنده مرکزی حفظ می‌شود.در دفاتر کل توزیع شده مربوط به بیت کوین برای مرتب کردن تراکنش‌ها و ممانعت از تناقض یک مسئلهٔ ریاضی مطرح می‌شود که حل کردنش دشوار است اما پس از حل مسئله  تأیید درست بودن راه حل آسان است به این سازوکار، اثبات کارکرد (Proof of work)می‌گویند. در روش زنجیرهٔ بلوکی بیت‌کوین، کسی می‌تواند تراکنش‌های هر مرحله را مرتب کند که جواب این سؤال سخت را پیدا کرده باشد و هم‌زمان تغییراتی که قصد اعمال آن را دارد (بلوک جدید) با مراحل قبلی زنجیره تناقض نداشته باشد. شیوهٔ کشف عدم تناقض به این صورت است که تراکنش‌های هر بلوک وارد تابع هش می‌شوند و پاسخ آن تابع هش را همه دارند اگر کسی که تراکنش‌ها را مرتب و اضافه می‌کند حتی یک تغییر جزئی در تراکنش‌های قبلی تأیید شده ایجاد کند، جواب هش تراکنش‌ها تغییر می‌کند و بدون اینکه افراد نیاز باشد بدانند کدام بخش تغییر کرده می‌توانند با تغییر غیرمجاز مخالفت کنند.

تاریخچه بلاکچین 

رمزنگار دیوید چاوم برای اولین بار در پایان نامه خود در سال 1982 با عنوان "سیستم های کامپیوتری تاسیس، نگهداری و مورد اعتماد توسط گروه های مشکوک متقابل" پروتکلی شبیه به بلاکچین پیشنهاد کرد. کار بیش تر بر روی زنجیره ای از بلاک های امن رمزنگاری شده در سال 1991 توسط استوارت هابر و دبلیو اسکات استورنتا شرح داده شد. آنها می‌خواستند سیستمی را پیاده سازی کنند که در آن مُهرهای زمانی سند قابل دستکاری نباشد. در سال 1992، هابر، استورنتا و دیو بایر درختان مرکل را در طرح گنجانیدند، که کارایی آن را با اجازه دادن به چندین گواهی نامه برای جمع آوری در یک بلوک بهبود بخشید. تحت شرکت آنها Surety، هش های گواهی سند آنها از سال 1995 هر هفته در نیویورک تایمز منتشر می‌شود.

اولین بلاکچین غیرمتمرکز توسط شخصی (یا گروهی از افراد) به نام ساتوشی ناکاموتو در سال 2008 مفهوم‌سازی شد. ناکاموتو طراحی را به روشی مهم با استفاده از روشی شبیه به Hashcash بهبود بخشید تا بلوک‌ها را بدون نیاز به امضای یک طرف مورد اعتماد و امضای آن‌ها، مهر زمانی کند. معرفی یک پارامتر دشواری را برای تثبیت نرخ اضافه شدن بلوک ها به زنجیره است. این طرح در سال بعد توسط ناکاموتو به عنوان یک جزء اصلی ارز دیجیتال بیت کوین اجرا شد، جایی که به عنوان دفتر کل عمومی برای تمام تراکنش‌های شبکه عمل می‌کند.

در آگوست 2014، اندازه فایل بلاک چین بیت کوین، حاوی سوابق تمام تراکنش‌های انجام شده در شبکه، به 20 گیگابایت (گیگابایت) رسید. در ژانویه 2015، حجم آن تقریباً به 30 گیگابایت رسید و از ژانویه 2016 تا ژانویه 2017، اندازه بلاک چین بیت کوین از 50 گیگابایت به 100 گیگابایت افزایش یافت. اندازه دفتر کل تا اوایل سال 2020 از 200 گیگابایت فراتر رفته بود.

کلمات block و chain به طور جداگانه در مقاله اصلی ساتوشی ناکاموتو استفاده شد، اما در نهایت تا سال 2016 به عنوان یک کلمه واحد، blockchain رایج شد. طبق گفته Accenture، کاربرد تئوری انتشار نوآوری‌ها نشان می‌دهد که بلاک‌چین‌ها در سال 2016 به نرخ پذیرش 13.5% در خدمات مالی دست یافتند، بنابراین به مرحله پذیرش اولیه می‌رسند. گروه‌های تجاری صنعتی برای ایجاد مجمع جهانی بلاک چین در سال 2016، ابتکار اتاق بازرگانی دیجیتال، پیوستند. در ماه مه 2018، گارتنر دریافت که تنها 1% از CIOها هر نوع پذیرش بلاک چین را در سازمان خود نشان دادند و تنها 8% از CIOها در کوتاه‌مدت "برنامه‌ریزی یا [نگاه کردن به] آزمایش فعال با بلاک چین" بودند. برای سال 2019، گارتنر گزارش داد که 5 درصد از مدیران ارشد فناوری بر این باور بودند که فناوری بلاک چین یک «تغییرگر بازی» برای تجارت آنها است.

شفافیت در بلاکچین

به دلیل ماهیت غیرمتمرکز بلاک چین بیت کوین، همه معاملات را می‌توان با داشتن یک گره شخصی یا با استفاده از جستجوگران بلاکچین که به هر کسی امکان می‌دهد معاملات به‌صورت زنده را ببیند، به‌طور شفاف مشاهده شود؛ هر گره کپی  مخصوص خود از زنجیره را دارد که با تأیید و اضافه شدن بلوک‌های جدید، به روز می‌شود. این بدان معنی است که اگر بخواهید، می‌توانید بیت کوین را به هر کجا که برود ردیابی کنید.

ساختار و طراحی بلاکچین

بلاکچین یک دفتر کل دیجیتال غیرمتمرکز، توزیع شده و اغلب عمومی است که از رکوردهایی به نام بلاک تشکیل شده است که برای ثبت تراکنش ها در بسیاری از رایانه ها استفاده می‌شود، به طوری که هر بلوک درگیر را نمی‌توان به طور عطف به ماسبق تغییر داد، بدون تغییر همه بلوک های بعدی این به شرکت کنندگان اجازه می‌دهد تا معاملات را به طور مستقل و نسبتاً ارزان بررسی و حسابرسی کنند. پایگاه داده بلاک چین به طور مستقل با استفاده از یک شبکه همتا به همتا و یک سرور مهر زمانی توزیع شده مدیریت می‌شود. آنها با همکاری توده ای که توسط منافع شخصی جمعی انجام می‌شود تأیید می‌شوند. چنین طراحی گردش کار قوی را تسهیل می‌کند که در آن عدم اطمینان شرکت کنندگان در مورد امنیت داده ها حاشیه ای است. استفاده از بلاک چین ویژگی تکرارپذیری بی نهایت را از دارایی دیجیتال حذف می‌کند. این تایید می‌کند که هر واحد ارزش فقط یک بار منتقل شده است و مشکل دیرینه خرج مضاعف را حل می‌کند. یک بلاک چین به عنوان یک پروتکل تبادل ارزش توصیف شده است. یک بلاک چین می‌تواند حقوق مالکیت را حفظ کند، زیرا وقتی به درستی برای جزئیات قرارداد مبادله تنظیم شود، سابقه‌ای ارائه می‌کند که پیشنهاد و پذیرش را وادار می‌کند.

به طور منطقی، یک بلاکچین را می‌توان به عنوان متشکل از چندین لایه مشاهده کرد :

• زیرساخت (سخت افزار)
• شبکه (کشف گره، انتشار اطلاعات و تأیید)
• اجماع (اثبات کار، اثبات سهام)
• داده ها (بلوک ها، تراکنش ها)
• برنامه کاربردی (قراردادهای هوشمند / برنامه های غیرمتمرکز، در صورت وجود)

حال به صورت جداگانه به تعریف هرکدام میپردازیم : 

• لایه زیرساخت سخت‌افزاری (Infrastructure layer)

لایه زیرساخت اساسی‌ترین لایه بلاک چین است که با گره‌های خود (Nodes) تراکنش‌ها را پردازش و ذخیره می‌کند. هدف اصلی این لایه این است که با اعتبارسنجی و ذخیره تراکنش‌های بلاک چین به صورت غیر متمرکز، دفتر کل توزیع شده بلاک چین را ضددستکاری نگه دارد. با ایجاد یک پایگاه داده توزیع‌شده، تمام داده‌ها در بلاک چین به‌صورت شفاف ذخیره می‌شوند. تراکنش‌ها و داده‌های ذخیره‌شده در لایه زیرساخت بلاک چین از طریق مکانیسم‌های اجماع (Consensus Mechanisms) تأیید می‌شوند.

• لایه شبکه (Network layer)

لایه شبکه که به‌عنوان لایه P2P نیز شناخته می‌شود، وظیفه اتصال تمامی نودهای شبکه بلاک چین به یکدیگر را برعهده دارد. این لایه همچنین مسئول انتقال پیام‌هایی است که به اعتبارسنجی تراکنش‌ها و بلوک‌ها قبل از اضافه شدن به بلاک چین کمک می‌کند.

• لایه اجماع (Consensus layer)

لایه اجماع به‌عنوان چهارمین لایه بلاک چین، معتبر بودن تراکنش‌های بلاک چین را بررسی می‌کند. این لایه با استفاده از الگوریتم‌های مختلف از جمله اثبات کار (PoW)، اثبات سهام (PoS)، اثبات سهام واگذارشده (DPoS) و تحمل خطای بیزانسی عملیاتی (PBFT) به گره‌ها اجازه می‌دهد در مورد ترتیب تراکنش‌های بلاک چین به توافق برسند

• لایه کاربردی (Application layer)

آخرین لایه بلاک چین لایه کاربردی است و کاربران از طریق این لایه با فناوری بلاک چین در تعامل هستند. قراردادهای هوشمند و برنامه‌های غیرمتمرکز در این لایه قرار دارند. بدون این لایه بلاک چین چیزی بیشتر از یک پایگاه داده توزیع‌شده نیست.

• لایه داده (Data layer)

دومین لایه بلاک چین لایه داده است که تضمین می‌کند تمام تراکنش‌های بلاک چین پس از اضافه شدن، شفاف، غیرقابل تغییر و غیرقابل حذف هستند. این لایه جایی است که تراکنش‌های بلاک چین در دفتر کل توزیع شده ذخیره می‌شوند.

کاربردهای تکنولوژی بلاکچین

اولین و معروف‌ترین استفاده از فناوری زنجیره بلوکی در دفترکل  تراکنش‌های بیت‌کوین اتفاق افتاده‌است که الهام بخش ایجاد دیگر ارزهای رمز پایه  (cryptocurrencies) و پایگاه های داده توزیع شده مستحکم شده‌است.

تکنولوژی بلاکچین  خدمات مبتنی بر تراکنش را دگرگون خواهد کرد و در زمینه‌های زیر بکار گرفته خواهد شد :

• پول دیجیتال (Digital Currency)
• قرار داد هوشمند (Smart Contracts)
• اوراق بهادار (Securities)
• ثبت و نگهداری سوابق (Record Keeping)
• اینترنت اشیا (Internet of things)
• رای‌گیری‌های دیجیتال

این فناوری در گستره وسیعی از کاربردهای مالی و غیر مالی قابل استفاده است برای استفاده از زنجیره بلوکی در صنعت،بورس اوراق بهادار، بیمه و بانکداری، پزشکی، مطالعات و پروژه‌های متعددی در جریان است. اینترنت اشیا توزیع شده، زیرساخت امنیتی بدون کلید، خادم‌های نام توزیع شده، دفاتر  اسناد رسمی، ذخیره‌سازی توزیع شده و سیستم‌های آموزشی بعضی از کاربردهای این فناوری به‌شمار می‌آیند

دفتر کل دیجیتال (Digital Ledger) چیست؟

می‌توان گفت بلاکچین یک دفتر کل دیجیتال بزرگ است که اطلاعات تراکنش‌های شبکه به شکل دقیقی در آن ذخیره می‌شود. هر اطلاعاتی برای اینکه وارد شبکه شود باید توسط یک امضای دیجیتال تأیید شود و مورد تأیید سایر اعضای شبکه نیز قرار بگیرد. هیچکس مالک یک شبکه بلاک چین نیست و همه افراد می‌توانند به تمامی اطلاعات ثبت شده در شبکه دسترسی داشته باشند؛ اما نمی‌توانند در اطلاعات تغییری ایجاد کنند. زیرا تمام اطلاعات شبکه در هر گره ذخیره می‌شود و برای تغییر آن باید کل نسخه‌های کپی موجود در تمامی گره‌ها تغییر کند. علاوه بر این ساختار بلاکچین نیز به گونه‌ای است که تغییر اطلاعات یک بلاک باعث نامعتبر شدن آن خواهد شد.

مدیریت زنجیره تأمین بلاکچین 

زنجیره بلاکچین  یکی از اصلی‌ترین فناوری‌های نوآورانه است که انقلابی درمدیریت زنجیره تامین  دیجیتال ایجاد کرده‌است. از آنجا که زنجیره‌های تأمین پیچیده‌تر می‌شوند، گروگذاران بیشتری را نیز درگیر می‌کنند و عمدتاً به تعدادی از واسطه‌های خارجی متکی هستند، زنجیره بلوکی به عنوان یک رقیب قدرتمند برای از هم پیچیدن همه داده‌ها، اسناد و تبادلات ارتباطی که دراکو سیستم نجیره تأمین اتفاق می‌افتد، ظاهر شد.

در حالی که موارد استفاده از زنجیره تأمین زنجیره بلوک هنوز در حال ظهور هستند، تعدادی از نمونه‌های موفق نشان می‌دهند که مدیران می‌توانند مزایای بزرگی را از زنجیره بلوکی دریافت کنند، از صرفه جویی در هزینه‌ها، ردیابی و افزایش کارایی تا مدل‌های عملیاتی جدید، برای مدیریت زنجیره تأمین، فناوری زنجیره بلوکی مزیت‌های زیادی را به همراه دارد. زنجیره بلوکی می‌تواند برای دنبال کردن حرکت کالاها، مبدأ آن‌ها، تعداد و … به کار رود. در نتیجه سطح جدیدی از شفافیت را برای اکوسیستم B2B به ارمغان می‌آورد. همچنین ساده کردن فرایندهایی مانند انتقال مالکیت، بیمه، فرایند تولید و پرداخت از دیگر مزایای استفاده از زنجیره بلوکی است.

زنجیره بلوکی می‌تواند ردیابی شفاف و دقیق تری از زنجیره تأمین را فراهم کند: سازمان‌ها می‌توانند دارایی‌های فیزیکی را دیجیتالی کرده و یک سابقه ثابت غیر متمرکز، از کلیه معاملات ایجاد کنند تا امکان پیگیری دارایی‌ها از تولید تا تحویل، یا استفاده توسط کاربرنهایی  را فراهم کند. افزایش شفافیت زنجیره تأمین دید بیشتری را هم برای مشاغل و هم برای مصرف‌کنندگان فراهم می‌کند.

زنجیره بلوکی می‌تواند شفافیت زنجیره تأمین را به خصوص در زمینه‌هایی مانند تقلب در کالاهای با ارزش مانند الماس و داروهای دارویی کاهش یابد. زنجیره بلوکی می‌تواند به شرکت‌ها کمک کند تا درک کنند که چگونه مواد اولیه و کالاهای نهایی از طریق هر پیمانکار فرعی منتقل می‌شود و زیان سود حاصل از تجارت تقلبی و بازار خاکستری را کاهش دهد و همچنین با کاهش یا از بین بردن تأثیر محصولات تقلبی، اعتماد به نفس را در کاربران نهایی در بازار افزایش می‌دهد.

علاوه بر این، مشاغل می‌توانند کنترل بیشتری بر ساخت قراردادهای برون سپاری  شده داشته باشند. زنجیره بلوکی به همه طرفهای یک زنجیره تأمین امکان دسترسی به همان اطلاعات را می‌دهد، به‌طور بالقوه ارتباطات را کاهش می‌دهد یا خطاهای داده را انتقال می‌دهد. زمان کمتری می‌تواند برای تأیید اعتبار داده‌ها صرف شود و بیشتر می‌تواند صرف ارائه کالاها و خدمات شود - یا بهبود کیفیت، کاهش هزینه یا هر دو. سیستم زنجیره بلوکی به ویژه در زمینه‌های زیر، به کار مدیریت زنجیره تأمین می‌آید:

• تدارکات (Procurement)
• منشأ و ردیابی (Provenance and traceability)
• پرداخت‌ها و قراردادهای دیجیتال (Digital payments and contracts)
• لجستیک (Logistics)
• ساخت (Manufacturing)

بلاک ها در بلاکچین

بلاک‌ها دسته‌ای از تراکنش‌های معتبر را نگه می‌دارند که هش شده و در درخت مرکل کدگذاری می‌شوند. هر بلاک شامل هش رمزنگاری بلاک قبلی در بلاک چین است که این دو را به هم مرتبط می‌کند. بلوک های مرتبط یک زنجیره را تشکیل می‌دهند. این فرآیند تکراری یکپارچگی بلوک قبلی را تأیید می‌کند، تا بلوک اولیه که به عنوان بلوک پیدایش شناخته می‌شود (بلوک ها ) برای اطمینان از یکپارچگی یک بلاک و داده های موجود در آن، بلوک معمولاً به صورت دیجیتالی امضا می‌شود. گاهی اوقات می‌توان بلوک های جداگانه را به طور همزمان تولید کرد و یک هارد فورک موقت ایجاد کرد. علاوه بر تاریخچه ایمن مبتنی بر هش، هر بلاک چین دارای یک الگوریتم مشخص برای امتیاز دهی به نسخه های مختلف تاریخ است تا بتوان یکی از آنها را با امتیاز بالاتر نسبت به سایرین انتخاب کرد. بلاک‌هایی که برای گنجاندن در زنجیره انتخاب نشده‌اند، بلاک‌های یتیم (Orphan Block) نامیده می‌شوند. همتایان که از پایگاه داده پشتیبانی می‌کنند هر از گاهی نسخه های مختلفی از تاریخچه دارند. آنها فقط نسخه با بالاترین امتیاز از پایگاه داده را نگه می‌دارند که برای آنها شناخته شده است. هر زمان که یک همتا نسخه ای با امتیاز بالاتر (معمولاً نسخه قدیمی با یک بلاک جدید اضافه شده) دریافت می‌کند، پایگاه داده خود را گسترش داده یا بازنویسی می‌کند و بهبود را دوباره به همتایان خود ارسال می‌کند. هرگز تضمین مطلقی وجود ندارد که هر ورودی خاص برای همیشه در بهترین نسخه تاریخ باقی بماند. بلاک‌چین‌ها معمولاً برای اضافه کردن امتیاز بلوک‌های جدید به بلاک‌های قدیمی ساخته می‌شوند و به جای بازنویسی بلوک‌های قدیمی، انگیزه‌هایی برای گسترش با بلاک‌های جدید داده می‌شود. بنابراین، احتمال جانشین شدن یک ورودی به صورت تصاعدی کاهش می‌یابد. زیرا بلوک‌های بیشتری در بالای آن ساخته می‌شوند و در نهایت بسیار کم می‌شوند.برای مثال، بیت کوین از یک سیستم اثبات کار استفاده می‌کند، که در آن زنجیره‌ای که تجمعی‌ترین اثبات کار را دارد، توسط شبکه معتبر در نظر گرفته می‌شود. تعدادی روش وجود دارد که می‌توان از آنها برای نشان دادن سطح کافی از محاسبات استفاده کرد. در یک زنجیره بلاکی، محاسبات به‌جای روش سنتی جداشده و موازی، به‌صورت اضافی انجام می‌شود.

زنجیره بلوکی در اخذ مالیات‌ها

رویکردهای سنتی برای جمع‌آوری مالیات دارای نقص‌هایی است. فرار مالیاتی  و کلاهبرداری نیز تقریباً در همه دولت‌ها شایع است. افراد و مشاغل می‌توانند از پیچیدگی‌های مالیاتی، برای اجتناب و فرار مالیاتی استفاده کنند. تکنولوژی  بلاکچین به دلیل غیرمتمرکز بودن، بدون واسطه بودن، شفافیت و امنیت، تأثیر زیادی در نحوه ثبت مالیات به خصوص مالیات برارزش افزوده داشته و به مبارزه با کلاهبرداری مالیاتی کمک خواهد کرد. این فناوری می‌تواند ساختار مالیاتی را به شدت تغییر دهد. این قابلیت به واسطه اجرای قراردادهای هوشمندی است که می‌توانند فرایند پرداخت، انتقال و ضبط دارایی را به صورت خودکار انجام دهند و محاسبات مربوط به مالیات کارآمدتر و با هزینه و زمان کمتری انجام شود. علاوه بر این بلاکچین می‌تواند زمینه را برای سطوح پیشرفته تر شفافیت، امنیت و گزارش‌دهی فراهم کند.

تعریف بلاکچین اغلب مالیات‌های غیرمستقیم را در ذهن متبادر می‌کند. این مالیات‌ها شامل مالیات‌های مبتنی بر مصرف از جمله مالیات بر ارزش افزوده (VAT)، مالیات بر کالا و خدمات (GST)، مالیات بر فروش، عوارض گمرکی و مالیات بر عوارض زیست‌محیطی است. این مالیات‌ها اغلب از زنجیره معاملات و بدهی‌های مالیاتی آنها پیروی می‌کنند و تعهدات غالباً توسط رویدادهای کلیدی که باید به‌طور مستند ثبت و ضبط شوند، ایجاد می‌شوند. این وقایع شامل انجام یک خدمت یا تحویل کالا، انعقاد قرارداد، ساخت یک محصول و با یک عمل واردات یا صادرات کالا و خدمات است. از آنجا که معاملات در بلاکچین سابقه‌ای فوری و با قابلیت ردیابی دارند، زمان کار کارگزاران مالیاتی به شدت کاهش می‌یابد. به جای ثبت و بررسی سوابق بانکی در ماه‌های سال، می‌توان از قرارداد هوشمند برای پرداخت مالیات بر مبادله، به صورت خودکار استفاده کرد. این فرایند باعث صرفه‌جویی در زمان و هزینه می‌شود؛ زیرا دولت نیازی به صرف منابع زیادی برای جمع‌آوری و سازماندهی مالیات‌ها ندارند. همچنین تکمیل اظهار نامه مالیاتی  نیز فرایندی طولانی و خسته کننده برای شهروندان نخواهد بود. 

زنجیره بلاکچین در خدمات سلامتی

زنجیره بلاکچین، کاربردهای متفاوتی در حوزهٔ سلامت و خدمات درمانی دارد. با استفاده از این فناوری، اطلاعات بیماران در محیطی امن ثبت و نگهداری می‌شود. یکی از مشکلاتی که پزشکان و مراکز درمانی با آن رو به رو هستند، دشواری انتقال اطلاعات  بیماران است؛ که این موضوع ممکن است به اتفاقاتی ناگوار بینجامد. با استفاده از فناوری زنجیره بلاکچین، اطلاعات بیمار از یک بیمارستان به بیمارستانی دیگر یا سایر تیم درمان منتقل می‌شود. زنجیره بلوکی همچنین می‌تواند در ردیابی دارو و انتقال مطمئن‌تر آن نیز مؤثر باشد؛ زیرا می‌توان از این طریق مسیری را که دارو از محل تولید تا مقصد طی می‌کند، دنبال کرد. می‌توان از این فناوری در دوران پاندمی کرونا برای ثبت اطلاعات کسانی که تست داده‌اند و بدنشان در برابر این ویروس ایمن بوده، استفاده کرد. این اطلاعات می‌تواند برای کارفرماها، دولت‌ها و شرکت‌های هواپیمایی مفید باشد. زنجیره بلاکچین  همچنین به بیمارستان‌ها و مراکز درمانی کمک می‌کند تا تجهیزاتی که به آن نیاز دارند را ثبت کرده و با استفاده از این فناوری آن‌ها را تهیه کنند.

زمان بلاک در بلاکچین

زمان بلوک  میانگین زمانی است که شبکه طول می‌کشد تا یک بلوک اضافی در بلاکچین ایجاد کند. در زمان تکمیل بلوک، داده های موجود قابل تأیید می‌شوند. در کریپتوکارنسی، این عملاً زمانی است که تراکنش انجام می‌شود، بنابراین زمان بلاک کوتاه‌تر به معنای انجام تراکنش‌های سریع‌تر است. زمان بلاک برای اتریوم بین 14 تا 15 ثانیه تنظیم شده است، در حالی که برای بیت کوین به طور متوسط ​​10 دقیقه است.

هارد فورک در بلاکچین

هارد فورک تغییری در پروتکل بلاکچین است که سازگار با گذشته نیست و همه کاربران را ملزم می‌کند تا نرم افزار خود را برای ادامه مشارکت در شبکه ارتقا دهند. در یک هارد فورک، شبکه به دو نسخه جداگانه تقسیم می‌شود : یکی که از قوانین جدید پیروی می‌کند و دیگری که از قوانین قدیمی پیروی می‌کند. به عنوان مثال، اتریوم در سال 2016 به سختی برای "تکمیل" سرمایه گذاران در The DAO که با سوء استفاده از یک آسیب پذیری در کد آن هک شده بود، آماده شد. در این مورد، فورک منجر به تقسیم شدن زنجیره‌های اتریوم و اتریوم کلاسیک شد. در سال 2014 از جامعه Nxt خواسته شد که هارد فورکی را در نظر بگیرد که منجر به بازگرداندن سوابق بلاک چین شود تا اثرات سرقت 50 میلیون NXT از یک صرافی بزرگ ارزهای دیجیتال را کاهش دهد. پیشنهاد هارد فورک رد شد و برخی از وجوه پس از مذاکره و پرداخت باج بازیابی شد. روش دیگر، برای جلوگیری از تقسیم دائمی، اکثر گره‌هایی که از نرم‌افزار جدید استفاده می‌کنند ممکن است به قوانین قدیمی بازگردند، همانطور که در 12 مارس 2013 تقسیم بیت‌کوین انجام شد. نمونه جدیدتر هارد فورک بیت کوین در سال 2017 است که منجر به تقسیم بیت کوین کش شد.  انشعاب شبکه عمدتاً به دلیل اختلاف نظر در نحوه افزایش تراکنش ها در هر ثانیه برای تطبیق با تقاضا بود.

عدم تمرکز در بلاکچین

با ذخیره داده ها در سراسر شبکه همتا به همتا خود، بلاکچین برخی از خطرات ناشی از نگهداری داده ها را به صورت متمرکز حذف می‌کند.بلاکچین غیرمتمرکز ممکن است از ارسال پیام موقت و شبکه توزیع شده استفاده کند. در یک به اصطلاح "حمله 51%" یک نهاد مرکزی کنترل بیش از نیمی از یک شبکه را به دست می‌آورد و سپس می‌تواند آن رکورد بلاک چین خاص را به دلخواه دستکاری کند و امکان خرج مضاعف را فراهم کند. روش‌های امنیتی بلاک چین شامل استفاده از رمزنگاری کلید عمومی است. یک کلید عمومی (رشته‌ای از اعداد طولانی و تصادفی) آدرسی در زنجیره بلوک است. توکن های ارزش ارسال شده در سراسر شبکه به عنوان متعلق به آن آدرس ثبت می‌شوند. یک کلید خصوصی مانند رمز عبوری است که به مالک آن امکان دسترسی به دارایی‌های دیجیتال یا ابزاری برای تعامل با قابلیت‌های مختلفی که اکنون بلاک چین‌ها پشتیبانی می‌کنند، می‌دهد. داده‌های ذخیره‌شده روی بلاک چین عموماً فاسد ناپذیر در نظر گرفته می‌شوند. هر گره در یک سیستم غیرمتمرکز یک کپی از بلاکچین دارد. کیفیت داده با تکرار گسترده پایگاه داده  و اعتماد محاسباتی حفظ می‌شود. هیچ کپی «رسمی» متمرکزی وجود ندارد و هیچ کاربری بیش از هر کاربر دیگری «اعتماد» نیست.تراکنش ها با استفاده از نرم افزار به شبکه پخش می‌شوند. پیام ها بر اساس بهترین تلاش تحویل داده می‌شوند. بلاک چین‌های اولیه برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها به گره‌های ماینینگ انرژی‌بر متکی هستند، آنها را به بلوکی که در حال ساخت هستند اضافه می‌کنند و سپس بلوک تکمیل‌شده را به گره‌های دیگر پخش می‌کنند. بلاک چین ها از طرح های زمان بندی مختلف، مانند اثبات کار، برای سریال سازی تغییرات استفاده می‌کنند. روش‌های اجماع بعدی شامل اثبات سهام است.رشد یک بلاک چین غیرمتمرکز با خطر تمرکز همراه است زیرا منابع کامپیوتری مورد نیاز برای پردازش مقادیر بیشتری از داده ها گران تر می‌شوند.

نهایی شدن در بلاکچین

نهایی بودن سطح اطمینانی است که بلوک خوش فرمی که اخیراً به بلاک چین اضافه شده است در آینده لغو نخواهد شد ("نهایی" است) و بنابراین می‌توان به آن اعتماد کرد. بیشتر پروتکل‌های بلاک چین توزیع شده، چه اثبات کار یا اثبات سهام، نمی‌توانند قطعیت یک بلوک تازه متعهد شده را تضمین کنند، و در عوض بر «نهایی احتمالی» تکیه می‌کنند: هر چه بلاک به عمق یک بلاک‌چین می‌رود، احتمال تغییر یا تغییر آن کمتر است. با اجماع تازه پیدا شده برگردانده شد. پروتکل‌های اثبات سهام مبتنی بر تحمل خطای بیزانسی، به اصطلاح «نهایی مطلق» را ارائه می‌کنند: یک اعتبارسنجی که به‌طور تصادفی انتخاب می‌شود بلوکی را پیشنهاد می‌کند، بقیه اعتبارسنجی‌ها به آن رأی می‌دهند، و اگر تصمیم اکثریت آن را تأیید کند، بلوک غیرقابل برگشت است. به بلاک چین متعهد شد. اصلاحی از این روش، یک «نهایی اقتصادی»، در پروتکل‌های عملی استفاده می‌شود، مانند پروتکل کاسپر مورد استفاده در اتریوم: اعتبار سنجی‌هایی که دو بلوک متفاوت را در یک موقعیت در زنجیره بلوکی امضا می‌کنند، در معرض «slashing» قرار می‌گیرند، جایی که سهم اهرمی آن‌ها وجود دارد. از بین می‌رود.

بلاکچین باز چیست؟

بلاک چین‌های باز نسبت به برخی از سوابق مالکیت سنتی کاربرپسندتر هستند، که اگرچه برای عموم باز است، اما برای مشاهده آنها نیاز به دسترسی فیزیکی دارند. از آنجایی که تمام بلاک چین های اولیه بدون مجوز بودند، بحث بر سر تعریف بلاک چین به وجود آمده است. موضوعی که در این بحث در حال انجام است این است که آیا یک سیستم خصوصی با تأیید کننده‌هایی که توسط یک مقام مرکزی وظیفه و مجاز (مجوز) هستند، باید یک زنجیره بلوکی در نظر گرفته شود یا خیر. طرفداران زنجیره‌های مجاز یا خصوصی استدلال می‌کنند که اصطلاح «بلاک چین» ممکن است برای هر ساختار داده‌ای که داده‌ها را در بلوک‌های دارای مهر زمانی دسته‌بندی می‌کند، به کار رود. این بلاک چین ها به عنوان نسخه توزیع شده کنترل همزمانی چند نسخه ای (MVCC) در پایگاه های داده عمل می‌کنند. همانطور که MVCC از تغییر همزمان دو تراکنش در یک شی واحد در یک پایگاه داده جلوگیری می‌کند، زنجیره های بلاک نیز از صرف خروجی یکسان دو تراکنش در یک بلاک چین جلوگیری می‌کند. راستی‌آزمایی داده‌ها، و اینکه چنین سیستم‌هایی در برابر دستکاری و بازبینی اپراتور سخت‌تر نیستند. نیکلای همپتون از Computerworld گفت که "بسیاری از راه حل های داخلی بلاک چین چیزی جز پایگاه داده های دست و پا گیر نخواهد بود" و "بدون یک مدل امنیتی واضح، بلاک چین های اختصاصی باید با شک و تردید مورد توجه قرار گیرند.

بلاکچین بدون مجوز (عمومی)

یک مزیت برای شبکه بلاک چین باز، بدون مجوز یا عمومی این است که محافظت در برابر بازیگران بد مورد نیاز نیست و نیازی به کنترل دسترسی نیست.این بدان معناست که برنامه‌ها را می‌توان بدون تأیید یا اعتماد دیگران، با استفاده از بلاک چین به عنوان لایه انتقال، به شبکه اضافه کرد. بیت‌کوین و سایر ارزهای دیجیتال در حال حاضر با الزام ورودی‌های جدید به همراه اثبات کار، بلاک چین خود را ایمن می‌کنند. برای طولانی کردن بلاک چین، بیت کوین از پازل های هش کش استفاده می‌کند. در حالی که Hashcash در سال 1997 توسط آدام بک طراحی شد، ایده اصلی برای اولین بار توسط سینتیا دورک و مونی ناور و الی پونیاتوفسکی در مقاله سال 1992 "قیمت گذاری از طریق پردازش یا مبارزه با نامه های ناخواسته" ارائه شد. در سال 2016، سرمایه‌گذاری خطرپذیر برای پروژه‌های مرتبط با بلاک چین در ایالات متحده ضعیف شد، اما در چین افزایش یافت. بیت کوین و بسیاری دیگر از ارزهای دیجیتال از بلاک چین های باز (عمومی) استفاده می‌کنند. از آوریل 2018، بیت کوین بالاترین ارزش بازار را دارد.

بلاکچین مجاز (خصوصی)

همچنین نگاه کنید به: دفتر کل توزیع شده
بلاک چین های مجاز از یک لایه کنترل دسترسی برای کنترل افرادی که به شبکه دسترسی دارند استفاده می‌کنند. استدلال شده است که بلاک چین های مجاز می‌توانند سطح معینی از عدم تمرکز را تضمین کنند، در صورتی که به دقت طراحی شوند، برخلاف بلاک چین های بدون مجوز، که اغلب در عمل متمرکز هستند.

معایب بلاکچین مجاز

نیکولای همپتون در Computerworld استدلال کرد که "همچنین نیازی به حمله 51 درصدی به یک بلاک چین خصوصی نیست، زیرا بلاک چین خصوصی (به احتمال زیاد) از قبل 100 درصد از تمام منابع ایجاد بلاک را کنترل می‌کند. اگر می‌توانید به بلاک چین حمله کنید یا به آن آسیب بزنید. ابزارهای ایجاد بر روی یک سرور شرکت خصوصی، می‌توانید به طور موثر 100 درصد شبکه آنها را کنترل کنید و تراکنش‌ها را هر طور که می‌خواهید تغییر دهید." جایی که بازیگران قدرتمند سیاسی ممکن است تصمیماتی بگیرند که به نفع برخی گروه‌ها به ضرر گروه‌های دیگر باشد، و «بلاک‌چین بیت‌کوین توسط تلاش‌های عظیم استخراج گروهی محافظت می‌شود. بعید است که هر بلاک چین خصوصی با استفاده از گیگاوات از سوابق محافظت کند. قدرت محاسباتی - زمان بر و پرهزینه است." او همچنین گفت: "در یک بلاکچین خصوصی نیز هیچ انگیزه ای برای استفاده از قدرت بیشتر یا کشف بلاک ها سریعتر از رقبا وجود ندارد. این بدان معناست که بسیاری از راه حل های داخلی بلاک چین چیزی بیش از پایگاه داده های دست و پا گیر نیستند."

تحلیل بلاکچین

تجزیه و تحلیل بلاک چین های عمومی با محبوبیت بیت کوین، اتریوم، لایت کوین و سایر ارزهای دیجیتال اهمیت فزاینده ای پیدا کرده است. یک بلاک چین، اگر عمواست، به هر کسی که می‌خواهد به مشاهده و تجزیه و تحلیل داده‌های زنجیره دسترسی داشته باشد، با توجه به اینکه دانش فنی لازم را دارد، می‌دهد. فرآیند درک و دسترسی به جریان کریپتو برای بسیاری از ارزهای دیجیتال، صرافی‌های رمزنگاری و بانک‌ها مسئله‌ای بوده است. دلیل این امر اتهامات ارزهای رمزنگاری شده با بلاک چین است که تجارت غیرقانونی مواد مخدر، اسلحه، پولشویی و غیره را در بازار تاریک فراهم می‌کند. یک باور رایج این بوده است که ارز دیجیتال خصوصی و غیرقابل ردیابی است، بنابراین بسیاری از بازیگران از آن برای مقاصد غیرقانونی استفاده می‌کنند. اکنون که شرکت‌های فناوری تخصصی خدمات ردیابی بلاک چین را ارائه می‌کنند، این امر در حال تغییر است و صرافی‌های رمزنگاری، مجری قانون و بانک‌ها را از آنچه در رابطه با صندوق‌های رمزنگاری و صرافی‌های فیات-کریپتو می‌گذرد آگاه‌تر می‌کنند. برخی استدلال می‌کنند که این توسعه باعث شده است که مجرمان استفاده از رمزارزهای جدید مانند Monero را در اولویت قرار دهند.

استانداردسازی بلاکچین

در آوریل 2016، استانداردهای استرالیا پیشنهادی را به سازمان بین المللی استاندارد ارائه کرد تا استانداردهایی را برای پشتیبانی از فناوری بلاک چین در نظر بگیرد. این پیشنهاد منجر به ایجاد کمیته فنی ISO 307، بلاک چین و فناوری های دفتر کل توزیع شده شد.کمیته فنی دارای گروه‌های کاری مربوط به اصطلاحات بلاک چین، معماری مرجع، امنیت و حریم خصوصی، هویت، قراردادهای هوشمند، حاکمیت و قابلیت همکاری برای بلاک چین و DLT، و همچنین استانداردهای ویژه بخش‌های صنعتی و الزامات عمومی دولت است.[non- منبع اولیه مورد نیاز] بیش از 50 کشور در فرآیند استانداردسازی به همراه رابطین خارجی مانند انجمن ارتباطات مالی بین بانکی جهانی (SWIFT)، کمیسیون اروپا، فدراسیون بین المللی نقشه برداران، اتحادیه بین المللی مخابرات (ITU) و کمیسیون اقتصادی سازمان ملل متحد برای اروپا (UNECE).

بسیاری دیگر از نهادهای استاندارد ملی و نهادهای استاندارد باز نیز روی استانداردهای بلاک چین کار می‌کنند. اینها عبارتند از: موسسه ملی استانداردها و فناوری (NIST)، کمیته اروپایی استانداردسازی الکتروتکنیکی (CENELEC)، موسسه مهندسین برق و الکترونیک (IEEE)، سازمان پیشرفت ساختار یافته استانداردهای اطلاعات (OASIS) و برخی از شرکت کنندگان فردی در گروه ویژه مهندسی اینترنت (IETF).

بلاکچین متمرکز

اگرچه بیشتر پیاده سازی بلاک چین غیرمتمرکز و توزیع شده است، اوراکل یک ویژگی جدول بلاک چین متمرکز را در پایگاه داده Oracle 21c راه اندازی کرد. جدول بلاک چین در پایگاه داده Oracle 21c یک بلاک چین متمرکز است که ویژگی غیرقابل تغییر را ارائه می‌دهد. در مقایسه با بلاک‌چین‌های غیرمتمرکز، بلاک‌چین‌های متمرکز معمولاً می‌توانند نسبت به بلاک‌چین‌های توزیع‌شده مبتنی بر اجماع، توان عملیاتی بالاتر و تأخیر کمتری از تراکنش‌ها ارائه دهند.

مسائل حقوقی تکنولوژی  زنجیره بلاکچین

وکلا و حقوقدانان می‌توانند از فناوری زنجیره بلوکی برای افزایش بهره‌وری رویه‌های کاری خود استفاده کنند و از قابلیت‌های امضای دیجیتال  و ذخیره مانای اسناد حقوقی بهره‌مند شوند. استفاده از قرارداد‌های هوشمند و مدیریت خودکار توافقنامه‌ها می‌تواند زمان لازم برای آماده‌سازی، شخصی‌سازی و نگهداری اسناد قانونی را برای فعالان امور قضایی کاهش دهد و به صرفه‌جویی در زمان و هزینه نهایی تحمیل‌شده به موکلان بینجامد. افزون‌براین، زنجیره بلوکی با کاستن از پیچیدگی‌های رویه‌های دادرسی و کاهش هزینه‌ها می‌تواند دسترسی به نظام قضایی را برای شهروندان تسهیل کند.

مراکز سیاست پژوهی مختلف دنیا در تلاش برای درک فرصت‌ها و تهدیدهای فناوری زنجیره بلوکی برای منافع ملی  خودشان هستند. همه کشورهای عضو شورای امنیت از جمله، روسیه، چین، فرانسه، ایالات متحده آمریکا و انگلیس در مراکز سیاست پژوهی پارلمانی و دولتی خود در حال ارزیابی این فناوری و راه‌های به‌کارگیری آن هستند. ارزیابی مرکز پژوهش های مجلس شورای اسلامی جمهوری اسلامی ایران  نشان می‌دهد که بسیاری از قوانین و مقررات مصوب در ایران که زمانی نسبت به فناوری خنثی تصور می‌شدند امروزه به صورت‌های متنوعی قابل اجرا خواهند بود، یعنی قانونگذاران از یک طریقه اجرای قانون که با فناوری آن عصر قابل اجرا بوده‌است حمایت کرده‌اند و فناوری زنجیره بلوکی در صورت عملیاتی شدن می‌تواند تغییر بسیاری از قوانین کشور ایران  را ممکن سازد. تغییر ساختار از متمرکز به توزیع شده یکی روندهایی است که این فناوری در اجرایی سازی آن کمک خواهد کرد. استفاده از این فناوری در انتخابات و رای‌گیری که نیازمند همکاری دو دستگاه شورای نگهبان  و وزارت کشور  است نیز قابل بررسی ذکر شده‌است.گرچه مخاطرات امنیتی به‌کارگیری این فناوری در بعضی منابع مورد بررسی قرار گرفته‌است.

برگزاری مجلس سنای امریکا با بلاکچین

علی‌رغم وجود چند ساله این ایده و حتی رخ دادن اقداماتی عملی در راستای پیاده‌سازی آن، رای‌گیری و برگزاری انتخابات سیاسی و شهروندی بر مبنای زنجیره بلوک (حداقل با فناوری و راهکارهای کنونی) غیرممکن و غیر کاربردی می‌نماید. اشکالاتی بنیادی متوجه این ایده است، اشکالاتی که به ذات فناوری زنجیره بلوک وغیر متمرکز بودن بر می‌گردد.  از جمله ایرادات می‌توان به این موارد اشاره کرد:

• نیاز به شناسایی و تأیید هویت متمرکز

برای کسب اطمینان از صحت روند انتخابات  باید یک نهاد متمرکز رای‌دهندگان را تأیید هویت کند. در غیر این صورت نمی‌توان با قاطعیت فهمید آیا تمام واجدین شرایط یک حق رای دریافت کرده‌اند یا هنگام فوت یک شخص حق رای از او سلب شود و مسائلی از این قبیل. ورود چنین قدرتی جنبه غیر متمرکز بودن رای‌گیری با زنجیره بلوک را زیر سؤال می‌برد و هزینه‌های اجرایی متعددی را نیز تحمیل می‌کند. در حقیقت همچنان در رای‌گیری با زنجیره بلوک به یک نهاد قدرت متمرکز با توانایی اعطا و سلب حق رای نیاز است.

• امکان اعمال نفوذ و دستکاری گسترده

اعمال مجرمانه ای مانند خرید رای یا اجبار به انتخاب شخصی خاص در این روش می‌تواند بسیار آسان و در سطحی گسترده رخ دهد چرا که دیگر احتیاجی به حضور فیزیکی در مراکز رای‌گیری و … نیست. خرابکاران می‌توانند با پرداخت پول حق رای شهروندی را تا انتها عمرش در اختیار بگیرند و به جای او رای دهند یا شرکتی با تهدید به اخراج یا کسر حقوق بالاجبار کارکنانش را به انتخاب شخصی خاص سوق دهد.

• نبود زیرساخت فنی و دانش عمومی

حتی در کشورهای توسعه یافته  بسیاری از مناطق دارای پوشش مخابراتی نیستند و طبیعتاً حق رای از ساکنان این مناطق سلب خواهد شد یا این فرایند با سختی مواجه خواهد شد. روی دیگر عدم دانش عمومی نسبت به فناوری زنجیره بلوک و توانایی کارکردن با دستگاه‌های الکترونیک است. 

• تهدیدات تکنولوژی محور

زنجیره بلاکچین  فناوری نسبتاً جدیدی است و نگرانی‌های متعددی در مورد آن وجود دارد و می‌توان به روش‌های متعددی در آن خلل ایجاد کرد که در فرایند انتخابات ابداً پذیرفته شده نیست.

• تهدید ناشناس بودن رای‌دهنده

زمانی که شخصی به صورت متمرکز تأیید هویت شود، امکان شناسایی و رهگیری انتخاب‌هایش بر اساس شفافیت زنجیره بلوک فراهم می‌شود. طبیعتاً این اقدام نقض حریم خصوصی بسیاری است و می‌تواند زمینه را برای اعمال نفوذهای متعددی را فراهم کند. برای مثال حزب سیاسی خاصی، رای‌دهندگان به دیگر احزاب را به طریقی تنبیه کند.

نگرانی های مصرف انرژی در بلاکچین 

برخی از ارزهای رمزپایه از استخراج بلاک چین استفاده می‌کنند. محاسبات کامپیوتری همتا به همتا که توسط آن تراکنش ها تایید و تایید می‌شوند. این نیاز به مقدار زیادی انرژی دارد. در ژوئن 2018، بانک تسویه حساب های بین المللی از استفاده از بلاک چین های اثبات کار عمومی به دلیل مصرف بالای انرژی آنها انتقاد کرد. نگرانی اولیه در مورد مصرف بالای انرژی عاملی بود در بلاک چین های بعدی مانند Cardano (2017)، Solana (2020) و Polkadot (2020) که مدل اثبات سهام کم انرژی را اتخاذ کردند. محققان تخمین زده اند که بیت کوین 100000 برابر بیشتر از شبکه های اثبات سهام انرژی مصرف می‌کند. در سال 2021، مطالعه ای توسط دانشگاه کمبریج مشخص کرد که بیت کوین (با 121 تراوات ساعت در سال) بیشتر از آرژانتین (با 121 تراوات ساعت) و هلند (109 تراوات ساعت) برق مصرف می‌کند. به گفته Digiconomist، یک تراکنش بیت کوین به 708 کیلووات ساعت انرژی الکتریکی نیاز دارد، مقداری که یک خانوار آمریکایی به طور متوسط ​​در 24 روز مصرف کرده است.

در فوریه 2021، جانت یلن، وزیر خزانه داری ایالات متحده، بیت کوین را "روشی بسیار ناکارآمد برای انجام تراکنش ها" خواند و گفت: "میزان انرژی مصرف شده در پردازش آن تراکنش ها خیره کننده است". در مارس 2021، بیل گیتس بیان کرد که "بیت کوین در هر تراکنش از هر روش دیگری که برای بشر شناخته شده است، از برق بیشتری استفاده می‌کند" و افزود: "این یک چیز آب و هوایی عالی نیست. "نیکلاس ویور، از مؤسسه بین‌المللی علوم رایانه در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، امنیت آنلاین بلاک چین و کارایی انرژی بلاک چین‌های عمومی اثبات کار را بررسی کرد و در هر دو مورد آن را به شدت ناکافی دانست. 31TWh-45TWh برق مورد استفاده برای بیت کوین در سال 2018 بین 17-23 میلیون تن CO2 تولید کرد. تا سال 2022، دانشگاه کمبریج و Digiconomist تخمین زدند که دو بزرگ‌ترین بلاک چین اثبات کار، بیت‌کوین و اتریوم، در مجموع دو برابر کل سوئد در یک سال مصرف می‌کردند که منجر به انتشار 120 میلیون تن شد. CO2 در هر سال. برخی از توسعه دهندگان ارزهای دیجیتال در حال بررسی انتقال از مدل اثبات کار به مدل اثبات سهام هستند.

تحقیقات آکادمیک بلاکچین

در اکتبر 2014، MIT Bitcoin Club، با کمک مالی فارغ التحصیلان MIT، امکان دسترسی به 100 دلار بیت کوین را برای دانشجویان مقطع کارشناسی در موسسه فناوری ماساچوست فراهم کرد. نرخ پذیرش، همانطور که توسط کاتالینی و تاکر (2016) مورد مطالعه قرار گرفت، نشان داد که زمانی که افرادی که معمولاً فناوری‌ها را زودتر قبول می‌کنند، با تأخیر دسترسی پیدا می‌کنند، تمایل دارند این فناوری را رد کنند.  بسیاری از دانشگاه‌ها در سال 2017 دپارتمان‌هایی را با تمرکز بر کریپتو و بلاک چین، از جمله MIT، تأسیس کرده‌اند. طبق گزارش فایننشال تایمز، در همان سال، ادینبورگ «یکی از اولین دانشگاه‌های بزرگ اروپایی بود که دوره بلاک چین را راه‌اندازی کرد»

انواع بلاکچین 

یقینا تمایزهایی برجسته بین حوزه‌های کاری و کسب و کارهای فعال آن‌ها وجود دارد؛ بنابراین یک نوع شبکه بلاک چین پاسخگوی تمام نیازهای این کسب و کارها نخواهد بود. تنوع نسبتا مناسب بلاک چین باعث می‌شود تا شرکت‌های عظیم در صورت تمایل به استفاده از این شبکه در سیستم اداری یا ارز دیجیتال اختصاصی خود، آزادی بیشتری داشته باشند. برای آشنایی بیشتر با انواع بلاک چین و تفاوت‌های برجسته‌ای که بین آن‌ها وجود دارد، توضیحات زیر را مطالعه کنید:

• شبکه بلاکچین خصوصی (Private Blockchain)

برای نهادها و سازمان‌هایی که می‌خواهند اسناد و اطلاعات خود را به صورت متمرکز در بلاک چین نگهداری کنند، شبکه بلاک چین خصوصی بهترین گزینه خواهد بود. این شبکه برخلاف انواع دیگر بلاک چین، اسناد را به صورت متمرکز ذخیره می‌کند و به نوعی تحت کنترل کامل سازمان مالک آن است؛ بنابراین هر فردی توانایی ورود به شبکه و ایجاد تغییرات در آن را ندارد. معمولا شبکه‌های بلاک چین خصوصی بسیار کوچک‌تر و جزئی‌تر از باقی موارد هستند و تعداد خاصی از افراد به آن دسترسی پیدا می‌کنند.
با توجه به امکان خصوصی‌سازی این شبکه، مطمئنا امنیت قابل توجهی دارد و هیچ هکری نمی‌تواند به سادگی وارد آن شده و اطلاعاتی را به دست آورد. البته با توجه به متمرکز بودن داده‌ها در شبکه و نمایان بودن اطلاعات هر یک از کاربران، بسیاری از کارشناسان اعتقاد دارند شبکه بلاک چین خصوصی بر خلاف هدف اصلی این شبکه حرکت می‌کند و یک سیستم قابل قبول نیست. با این حال، تعداد سازمان‌هایی که از این شبکه استفاده می‌کنند بسیار زیاد است.

• شبکه بلاکچین عمومی (Public Blockchain)

دومین و پرکاربردترین نوع بلاک چین، یک شبکه عمومی است که عمده ارزهای دیجیتال مشهور (نظیر بیت کوین و اتریوم) از آن بهره می‌برند. کاربرانی که می‌خواهند به این شبکه بلاک چین وارد شوند، به هیچ مجوزی برای ورود نیاز ندارند. ورود به شبکه بلاک چین عمومی برای همگان آزاد است و کاربران بدون محدودیت می‌توانند به آن وارد شده و از امکانات آن بهره‌مند شوند؛ چرا که این شبکه کاملا غیر متمرکز است و توانسته مهم‌ترین دست‌آورد این شبکه را رقم بزند.
از آنجایی که میلیون‌ها کاربر در برخی از شبکه‌های بلاک چین عمومی فعال هستند، احتمال اینکه در برخی مواقع کلاهبرداری صورت بگیرد تا حدودی بیشتر است؛ به خصوص حالا که همگی می‌توانند معاملات و اطلاعات حساب کاربری یکدیگر را مشاهده کنند. البته احتمال کلاهبرداری در این سیستم امن، تنها در صورتی وجود دارد که شما حواس خود را جمع نکنید و فرصت کلاهبرداری را به کاربران دیگر بدهید؛ در غیر این صورت، یقینا کلاهبرداری صورت نخواهد گرفت.

• شبکه بلاکچین کنسرسیوم(Consortium Blockchain)

نوع دیگر این شبکه، یک سیستم نیمه متمرکز است که در بین بلاک چین عمومی و خصوصی قرار دارد. شبکه پیشرفته بلاک چین کنسرسیوم بستر همکاری چندین سازمان به صورت گروهی را مهیا کرده تا ضمن متمرکز بودن تمام اطلاعات و اسناد موجود در آن، سازمان‌ها توانایی همکاری با یکدیگر را داشته باشند. در این نوع بلاک چین نیز هر کاربری اجازه ورود به شبکه را ندارد؛ اما سازمان‌ها در صورت آغاز همکاری با کسب و کارهای دیگر، می‌توانند دسترسی شبکه بلاک چین کنسرسیوم خود را در اختیار آن‌ها نیز قرار دهند.
شبکه بلاک چین کنسرسیوم بهترین پلتفرم برای همکاری کسب و کارها از راه دور است؛ چرا که امنیت بالایی دارد و یک سیستم برای برقراری ارتباط عمیق به شمار می‌آید. چنانچه تعداد کاربران در این شبکه از حدی بگذرد، دسترسی دادن به هر کدام بسیار دشوار خواهد بود؛ زیرا بلاک چین کنسرسیوم تنها جهت همکاری سازمان‌ها ساخته شده و زیاد بودن تعداد کاربران در آن، مشکل‌ساز خواهد بود.

• شبکه بلاکچین هیبرید (Hybrid Blockchain)

آخرین نوع شبکه بلاک چین، هیبرید نام دارد که حاصل ترکیب دو نوع خصوصی و عمومی است. هدف از ابداع این شبکه، به حداقل رساندن معایب و احتمال بروز کلاهبرداری بوده تا کاربران با خیال راحت از امکانات آن بهره‌مند شوند. البته ورود به این شبکه برای عموم آزاد نیست؛ بلکه کنترل‌کنندگان بلاک چین باید مجوز ورود را به هر فرد اهدا کرده و میزان اختیارات هر کدام را تعیین کنند. این شبکه تا حدود زیادی تحت کنترل مسئول آن خواهد بود.
به همین دلیل افراد قبل از احراز هویت و ارائه اطلاعات شخصی نمی‌توانند به شبکه وارد شوند و باید ابتدا مراحل ورود آن را بگذرانند. از این رو، هر فردی قادر است تا درخواست ورود به شبکه بلاک چین هیبرید را به مسئول آن ارسال کند و اقدامات لازمه را برای ایجاد حساب کاربری در شبکه انجام دهد.

الگوریتم‌ها و مکانیسم‌های بلاکچین

الگوریتم‌های بلاکچین بخش مهمی از اینتکنولوژی هستند که برای ثبت و تایید تراکنش‌ها در چندین نود یا گره استفاده می‌شود. چند الگوریتم مهم بلاکچین را در ادامه به مختصر معرفی می‌کنیم.

• الگوریتم اثبات کار

اثبات کار یا PoW یک الگوریتم اجماع است که در بسیاری از شبکه‌های بلاک چینی از جمله بیت کوین استفاده می‌شود. در این روش به‌طور خلاصه اولین ماینری که محاسبات مورد نیاز برای استخراج بلاک را درست انجام دهد، یک بلاک جدید به بلاک چین اضافه می‌کند. الگوریتم اجماع اثبات کار امنیت شبکه را تضمین می‌کند، اما به انرژی قابل‌توجهی هم نیاز دارد.

• الگوریتم‌های هش (Hashing Algorithms)

الگوریتم‌های بلاک چین اکثراً از توابع هش برای ایجاد امضای دیجیتال استفاده می‌کنند. دو نمونه از الگوریتم‌های هش محبوب شامل SHA-256 و Keccak-256 است.

• الگوریتم اثبات سهام واگذارشده

اثبات سهام واگذارشده یا DPoS یک الگوریتم اجماع hsj که توسط بلاک چین‌های ترون و EOS استفاده می‌شود و هدف آن دستیابی به توان عملیاتی بالاتر نسبت به اثبات کار و اثبات سهام است.

• الگوریتم ثبات سهام

اثبات سهام یا PoS یک الگوریتم اجماع است که اعتبارسنجی‌ها برای ایجاد بلاک‌های جدید را بر اساس مقدار ارز دیجیتالی که مایل هستند به عنوان سهام قفل کنند، انتخاب می‌کند. اتریوم از زمان به‌روزرسانی مرج (Merge) به یک نمونه از بلاک چین‌های مبتنی بر الگوریتم اثبات سهام تبدیل شده است.

• الگوریتم تحمل خطای بیزانسی عملیاتی (PBFT)

تحمل خطای بیزانسی عملیاتی یا PBFT یک الگوریتم توافقی است که اساساً برای بلاک چین‌های خصوصی طراحی شده است. این الگوریتم به شبکه اجازه می‌دهد حتی اگر برخی از گره‌ها خراب باشند، به درستی کار کند.

• الگوریتم گراف جهت‌دار غیرچرخه‌ای (DAG)

الگوریتم گراف جهت‌دار غیرچرخه‌ای (Directed Acyclic Graphs) یک فناوری برای توسعه دفتر کل توزیع‌شده است که از نظر ساختاری با بلاک چین تفاوت دارد. در DAG به جای بلاک از نودها برای نمایش ارتباط بین تراکنش‌ها استفاده می‌شود و هر تراکنش، دو تراکنش ماقبل خود را تأیید می‌کند.

تفاوت پایگاه داده معمولی با پایگاه داده بلاکچین

یکی از تفاوت‌های بسیار مهم و کلیدی بین یک پایگاه داده معمولی و یک بلاکچین به در ساختار آن‌ها و نحوه قرار گیری داده‌ها در کنار یکدیگر است. یک بلاک چین اطلاعات را در کنار هم در بخش‌هایی به نام بلوک جمع آوری می‌کند و مجموعه‌ای از بلوک‌ها را کنار یکدیگر نگه می‌دارد.

بلوک‌ها دارای ظرفیت‌های ذخیره‌سازی خاصی هستند و هنگامی که پر می‌شوند، بسته شده و به بلوک پرشده قبلی متصل می‌شوند. به این صورت زنجیره‌ای از داده‌ها را تشکیل می‌دهند که به نام زنجیره بلوکی شناخته می‌شود. اطلاعات جدیدی که به انتهای بلوک تازه اضافه شده است در یک بلوک جدید قرار گرفته و پس از تکمیل به انتهای زنجیره اضافه می‌شود.

یک پایگاه داده معمولی از جدول‌های برای نگهداری داده‌های خود استفاده می‌کند، در حالی که یک سیستم blockchain، داده‌های خود را به صورت قطعات یا بلوک‌هایی کنار هم ساختار می‌دهد.

منظور از بلاک در بلاکچین چیست؟

برای درک سازوکار شبکه بلاکچین ابتدا باید بدانیم که این شبکه از بلوک‌های به‌هم‌پیوسته به‌شکل زنجیره‌ای تشکیل می‌شود. اما منظور از یک بلوک یا بلاک چیست؟ این واحد یا بسته، یک رکورد سفارش‌داده‌شده از اطلاعات است که با استفاده از رمزنگاری به بلوک‌های قبلی خود پیوند دارد. هر بلوک از سه بخش زیر تشکیل می‌شود:

• هدر (Header)؛ که شامل ابرداده‌هایی مانند timestamp یا برچسب زمانی، هش یا کد تاییدکننده‌ی بلوک قبلی و غیره می‌شود. این ابرداده‌ها در قالب عددی تصادفی به نام عدد نانس (Nonce) ذخیره می‌شوند.
• هش (Hash)؛ یک عبارت کد رمزنگاری‌شده ۱۲ کاراکتری منحصربه‌فرد که نماینده‌ی بلوک بوده و برای اهدافی مانند تایید تراکنش استفاده می‌شود.
• اطلاعات اصلی؛ قراردادهای هوشمند و اطلاعات مربوط به تراکنش ازجمله هویت طرفین، مقدار، مکان، زمان و شروط معامله ازجمله‌ی این اطلاعات هستند.

بلاک‌ها چگونه به یکدیگر متصل می‌شوند؟

هشینگ را می‌توان به چسبی تشبیه کرد که بلاک‌ها را در Blockchain به یکدیگر متصل نگه می‌دارد. این شامل گرفتن داده با هر اندازه و سپس عبور دادنش از یک تابع ریاضی به منظور تولید یک خروجی (یک هش) است که همیشه طول ثابتی دارد. هش‌های مورد استفاده در بلاک چین بسیار جالب هستند؛ شانس یافتن دو قطعه داده که دقیقا خروجی یکسانی تولید می‌کنند، بسیار پایین است. شبیه به زمان ایجاد شناسه‌های دو حرفی در مثال بالا، هر گونه دست‌کاری دیتای ورودی سبب ایجاد خروجی کاملا متفاوتی خواهد شد. به عنوان نمونه تابع SHA256 که به طور گسترده در شبکه بلاک چین بیت کوین مورد استفاده قرار می‌گیرد را در نظر بگیرید. همانطور که مشاهده می‌کنید، حتی تغییر دادن بزرگی و کوچکی حروف انگلیسی متن (داده)، به ایجاد یک خروجی کاملا متفاوت منجر می‌شود.

رابطه بلاکچین و صنعت ارزهای دیجیتال

اگر می‌پرسید که گسترده‌ترین و مهم‌ترین کاربرد بلاک چین چیست؟ پاسخ، قطعا صنعت ارزهای دیجیتال است. البته ایده و ابداع بلاک چین به سال‌ها قبل از ظهور اولین ارز دیجیتال یعنی بیت کوین باز می‌گردد. درحال‌حاضر معروف‌ترین بلاک چین‌ها نزد عموم نیز بیت کوین و اتریوم هستند.

ساتوشی ناکاموتو، مبدع بیت کوین، اساسا از پتانسیل‌هایی که بلاکچین به‌وجود آورده بود و یا وعده‌ی آن را می‌داد برای تحقق رویای خود یعنی پول الکترونیک بدون‌مرز استفاده کرد. همانطورکه پول سنتی از شبکه‌ی بانکی برای انتقال خود استفاده می‌کند، ارزهای دیجیتال، بستر بلاکچین را برای این منظور در اختیار دارند. بر روی یک بلاکچین، بیش از یک ارز دیجیتال می‌تواند ساخته شود.