هر آنچه باید درباره بلاک‌های بلاک چین در ارزهای دیجیتال بدانید

بلاکچین یا زنجیره بلاک، فناوری نوظهوری است که برای اولین بار با بیت کوین شناخته شد. استفاده شبکه بیت کوین از این فناوری امنیت آن را تضمین می‌کند. بلاکچین از زنجیره‌ای از بلاک‌های حاوی اطلاعات تشکیل شده است در این مقاله قصد داریم به زبان ساده مفهوم بلا‌ک و محتویات هر یک از آنها را بررسی کنیم.

بلاک چیست؟

هر بلا‌‌ک، بخشی از شبکه بلاکچین (Blockchain) را تشکیل می‌دهد. هر یک از این بلا‌‌ک‌ها همانند فایل‌هایی هستند که مجموعه‌ای از داده‌ها و اطلاعات را بصورت دائمی در خود ثبت می‌کنند. در واقع بلا‌ک‌ها مانند برگه‌های سفیدی هستند که می‌توان بر روی آن‌ها هر چیزی را نوشت؛ این اطلاعات می‌توانند داده بانکی، اسناد مالکیت، قراردادها، پیام‌های شخصی یا هر داده دیگری باشند. برای مثال، در بلاکچین بیت کوین، بلا‌ک‌های زنجیره حاوی اطلاعات مربوط به تراکنش‌های بیت کوین هستند. هنگامی که یک بلاک تکمیل شود، فرآیند استخراج بلا‌ک بعدی آغاز می‌شود و بلاک قبلی اصطلاحا بسته می‌شود و اطلاعات مربوط به آن در اختیار تمام افراد فعال در شبکه قرار می‌گیرد. بنابراین، امکان دستکاری و حذف و اضافه کردن هیچ داده‌ای در بلاک‌های قبلی وجود ندارد.

ساختار بلاک در بلاک چین

همانطور که در ابتدای بحث گفتیم بلاکچین زنجیره‌ای از بلا‌ک‌های حاوی اطلاعات می‌باشد. بلاک‌های بلاکچین از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند که به طور کلی به دو بخش هدر بلاک (Block Header) و بدنه‌ی بلاک (Block Body) تقسیم کرد. 

• هدر بلاک

هدر بلاک در شبکه بلا‌ک‌چین برای شناسایی یک بلاک خاص در کل بلاکچین به کار می‌رود و برای ایجاد گواه اثبات کار (Proof of Work یا POW)‌ و جایزه استخراج ارزهای دیجیتال (Mining) به طور دائم هش می‌شود. محتوای هدر بلاک شامل شناسه منحصر بفردی است که از به عنوان هش هدر بلاک یاد می‌شود، می‌باشد. هدر بلا‌ک یکی از اجزای اصلی بلاک است که از شماره‌ی نسخه‌ی برنامه (Bitcoin Version Number)، هشِ بلاک قبلی (Previous Block Hash)، ریشه‌ی هشِ درخت درهم سازی یا درخت مرکل (Merkle Tree)، هدف سختی فعلی (DifficultyTarget)، عدد تصادفی نانس (Nonce) تشکیل شده است.

• شماره نسخه برنامه

شماره نسخه در بسیاری از موارد اهمیتی ندارد و برای پیگیری بروزرسانی در زنجیره بلوک کاربرد دارد. ماینرها می‌توانند با استفاده از شماره نسخه می‌توانند مشخص کنند که از تصمیمات چه پروتکلی پشتیبانی می‌کنند.

• هش بلاک قبلی

بلا‌ک‌های حاوی اطلاعات در بلاکچین به هم وابسته هستند و براساس یکدیگر بنا می‌شوند. هش بلاک قبلی اطلاعاتی است که به بلاک قبلی متصل شده است. بدون وجود این مولفه هیچ ارتباطی بین آنها وجود ندارد.  

• ریشه هش درخت در هم سازی

این بخش از هدر بلاک کمی پیچیده است. تمامی تراکنش‌های موجود در یک بلا‌ک می‌تواند در یک هش خلاصه شوند. به این هش، ریشه هش درخت مرکل گفته می‌شود.

• هدف سختی فعلی

سختی مورد نظر بلاک، تعداد صفرهایی می‌باشد که هنگام هشینگ هدر بلاک بیت کوین باید پیدا شود تا اعتبار آن توسط ماینرها تایید شود. 

• عدد تصادفی نانس

عددی است که توسط الگوریتم اثبات کار افزوده می‌شود و با استفاده از آن ماینرها هش معتبری که کمتر از هدف سختی باشد را حدس می‌زنند. هدر بلا‌ک مانند اتاق فرمان است و نقش بنیادی را برای بیت کوین ایفا می‌کند و تمام بلاک‌ها را به یکدیگر مرتبط می‌سازد. این اتاق فرمان حاوی اسنادی است که از طریق کنترل شبکه تعیین می‌کند هر کامیون به کدام سمت برود.

بدنه‌ی بلاک چیست؟

بدنه‌ی بلاک (Block Body) در بلاک‌ها مانند بارگیری کامیون می‌باشد این بخش از بلاک جایی است که تمام تراکنش‌های تایید شده در آن قرار می‌گیرد. 

هنگامی که یک بلا‌ک توسط ماینری ساخته می‌شود در واقع تراکنش‌ها تایید می‌شوند. طی این فرآیند ماینر با استفاده از اطلاعات بلاکچین بررسی می‌کند که فرستنده، بیت‌کوین کافی برای خرج کردن دارد یا نه؟ برای مثال کسی که قصد دارد حدود 5 بیت‌کوین خرج کند قبلا در حساب خود 5 بیت‌کوین دریافت کرده است؟. تراکنش‌های بلاک تنها در یک لیست قرار ندارند بلکه در درخت درهم سازی نیز وجود دارند.

 بلاک جنسیس چیست؟

جنسیس بلا‌ک (Genesis Block) اولین بلاکی است که در شبکه بلاکچین مورد نظر ثبت شده است. این بلاک با عناوین دیگری نظری Block 0 و یا Block 1 نیز شناخته می‌شود. همانطور که می‌دانید بلاک‌های موجود در یک زنجیره با هم ارتباط دارند و هر بلاک به بلاک قبلی ارجاع داده می‌شود. بلا‌ک جنسیس در این مورد استثنا می‌باشد و در مورد آن هیچ بلاک قبلی برای ارجاع وجود ندارد. 

بلاک جنسیس شبکه بیت کوین در سوم ژانویه ۲۰۰۹ ایجاد شده است. پاداش استخراج این بلا‌ک 50 بیت‌کوین می‌باشد. این پاداش برای همیشه غیرقابل خرج کردن است. هش بلاک جنسیس (000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f) منحصربه‌فرد است؛ زیرا در آن دو صفر هگزای برجسته اضافی نسبت به بلاک‌های دیگر وجود دارد. پاداش این بلاک به آدرس 1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa فرستاده شده است. این آدرس تا سال 2019 حاوی ۶۶.۹۱۲ بیت‌کوین داشته است و در آن حدود ۱۴۸۶ تراکنش اجرا شده است.

 پاداش بلاک در ارزهای دیجیتال چیست؟

همانطور که می‌دانید در شبکه ارزهای دیجیتال غیرمتمرکز واسطه‌هایی مانند بانک‌ها و موسسات مالی وجود ندارد و تایید تراکنش‌ها و حفظ امنیت شبکه برعهده افراد فعال در شبکه می‌باشد. بنابراین بلاکچین به افرادی نیاز دارد که به عنوان اعتبارسنج و سازنده بلا‌ک‌ها در شبکه مشارکت داشته باشند. 

در شبکه‌های مبتنی بر اثبات کار این وظیفه بر عهده ماینرها می‌باشد. آنها قدرت سخت افزارهای خود را در اختیار شبکه قرار می‌دهند و از این طریق در تامین امنیت شبکه و تایید تراکنش‌ها مشارکت می‌کنند.

در شبکه‌های مبتنی بر اثبات سهام، افراد با اختصاص دادن ارزهای خود به شبکه ارز دیجیتال در فرآیند تایید تراکنش‌ها و تامین امنیت شبکه مشارکت می‌کنند. شبکه ارزهای دیجیتال برای آنکه بتوانند افراد را ترغیب کنند تا در فرایند استخراج، سهام گذاری و تایید تراکنش‌ها مشارکت کنند، پاداشی برای آنها در نظر گرفته‌اند که به آن پاداش بلاک گفته می‌شود.

• نحوه پاداش دهی در الگوریتم اثبات کار

 الگوریتم اثبات کار یا همان استخراج، یک سازوکار امنیتی است که از شبکه ارزهای دیجیتال در برابر حملات سایبری محافظت می‌کند. در این الگوریتم، هر کاربری که بخواهد به عنوان ماینر در شبکه فعالیت داشته باشد و درآمد کسب کند، باید قدرت پردازش دستگاه خود را در اختیار شبکه قرار دهد و برای حل معادلات پیچیده ریاضی تلاش کند. بنابراین حتی اگر کسی بخواهد به شبکه بلاکچین حمله کند باید قدرتی بیشتر از نصف ماینرهای شبکه داشته باشد که این موضوع با توجه به تعداد زیاد آنها در شبکه کار بسیار دشواری می‌باشد.

از الگوریتم اثبات کار در بلاکچین بعضی از بزرگترین ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین، بیت کوین کش، مونرو و دش استفاده شده است. برای مثال، پاداش بلا‌ک در شبکه بیت‌کوین، مقدار بیت کوینی است که با ایجاد یک بلاک تولید می‌شود و به عنوان پاداش به ماینر تعلق می‌گیرد. در حال حاضر پاداش استخراج هر بلا‌ک در شبکه این ارز دیجیتال 6.25 واحد بیت کوین می‌باشد. این عدد هر 4 سال یکبار بعد از استخراج 210000 بلاک نصف می‌شود. این فرایند هاوینگ بیت کوین نام دارد. این پاداش بعد از 64 رویداد هاوینگ به صفر خواهد رسید که پس از آن ماینرها تنها از کارمزد تراکنش‌ها سود دریافت می‌کنند و دیگر واحد جدید بیت کوین تولید نخواهد شد. در شبکه‌های مبتنی بر اثبات کار مانند بیت کوین، استخراج یک بلا‌‌ک نیاز به توان محاسباتی زیادی دارد. براساس این پروتکل، اولین ماینری که بتواند جواب معادلات پیچیده ریاضی بدست آورد، پاداش بلاک را بدست می‌آورد. خوب است بدانید که ماینرها علاوه بر این که در ازای حل معادلات ریاضی پاداشی را دریافت می‌کنند، کارمزدی را نیز در ازای تایید تراکنش‌های شبکه دریافت می‌کنند.

• نحوه پاداش دهی در الگوریتم اثبات سهام

 الگوریتم اثبات سهام یکی دیگر از راهکارهای حفظ امنیت شبکه بلاکچین در برخی از ارزهای دیجیتال می‌باشد که به جای ماینینگ مورد استفاده قرار گرفته است. ایده اصلی در این الگوریتم این است که مشارکت‌کنندگان به جای صرف هزینه و تهیه سخت افزارهای گران قیمت، با سرمایه‌گذاری در شبکه در اعتبار سنجی تراکنش‌ها شرکت کنند. براساس این الگوریتم شبکه ارز دیجیتال به صورت تصادفی به یکی از این مشارکت کنندگان امکان اعتبارسنجی بلاک‌ها را می‌دهد. هر چقدر فرد ارز دیجیتال بیشتری را به شبکه اختصاص دهد، با احتمال بیشتری به عنوان ماینر منتخب برگزیده می‌شود و پاداش بیشتری دریافت می‌کند.   

در حال حاضر ارزهای دیجیتال اتریوم، پولکادات (Polkadot)، تزوس (Tezos)، کاردانو (Cardano)، بایننس کوین (Binance-coin)، استلار (Stellar) و غیره از این روش پاداش دهی در شبکه استفاده می‌کنند.