تعد blockchain طريقة جديدة لتخزين البيانات. بدلاً من مركزية المعلومات، والتحكم فيها، في مكان واحد (قاعدة بيانات)، تقوم سلاسل الكتل بتخزينها عبر شبكة حيث لا تملك نقطة واحدة سلطة تغيير السجلات، وهذا ما يسمى اللامركزية.
تسجل بيانات Blockchain - في كتل - وتخزن هذه البيانات بشكل آمن عن طريق ربط تلك الكتل معًا باستخدام التشفير، وبالتالي سلسلة الكتل.
ساتوشي ناكاموتو - الاسم المستعار للفرد أو المجموعة التي تقف وراء Bitcoin والذي التقينا به سابقًا - وضع تصورًا لفكرة blockchain في ورقة بيضاء (مخطط) لعام 2008. كانت القدرة على إنشاء دفتر أستاذ لامركزي للمعاملات أمرًا أساسيًا لاستمرارية عملة البيتكوين - وهي عملة رقمية جديدة من نظير إلى نظير - وحل مشكلة الإنفاق المزدوج.
بمعنى آخر، كيفية إنشاء أموال رقمية بحتة لا يمكن إنفاقها مرتين ولا تمر عبر مؤسسة مالية؛ إنه يتدفق فقط من شخص لآخر عبر شبكة موزعة.
كانت blockchain عنصرًا أساسيًا في حل Satoshi، بالإضافة إلى طريقة لضمان إضافة بيانات المعاملات الصالحة فقط إلى كل كتلة جديدة - المعروفة باسم آلية الإجماع.
في الواقع، كان ساتوشي يحل مشكلة أكبر بكثير كانت موجودة منذ فترة طويلة جدًا: الثقة والوكالة
في المقالة الأولى من هذا القسم حول أساسيات العملة المشفرة اكتشفنا أن المال تم استخدامه لأول مرة لتسهيل التجارة. تسهيل تبادل البضائع بين طرفين لا يعرفان أو يثقان ببعضهما البعض.
ومع توسع الحضارة والتجارة، أصبح من المقبول أن الحل الوحيد لقضية الثقة هذه على نطاق واسع هو مركزة السلطة في يد حكم نهائي.
يمتلك الملوك أو الجنرالات أو الحكومات أو المؤسسات المتعددة الجنسيات الكلمة الأخيرة ويتحكمون في ما هو عادل (القانون)، ومن يملك ما هي الأصول، وما هي قيمة تلك الأصول (البنوك المركزية).
وكان هذا الترتيب أكثر عملية من الأمثل. لقد رأينا مرارا وتكرارا أن الثقة في السلطة المركزية هي وسيلة أقل كفاءة للقيام بالأشياء - أنا أنظر إليك، الأزمة المالية لعام 2008. يُعرف هذا عادةً باسم مشكلة الوكيل الرئيسي.
إذًا، كيف يمكن لتقنية blockchain حل هذه المشكلة القديمة؟
ربما بدأ كل هذا الحديث عن الحكومات والسلطة يبدو بعيد المنال بعض الشيء، لذا دعونا نرجع بضع خطوات إلى الوراء ونركز على القضية المركزية المتمثلة في كيفية تحقيق blockchain للثقة دون سلطة.
أولاً، سنقوم بتحليل الخصائص الفريدة لسلسلة الكتل - كيفية تنظيم البيانات - ثم وصف عملية التوصل إلى اتفاق (إجماع) بشأن صحة تلك البيانات. إن آلية الإجماع هي حقًا الخلطة السرية لـ blockchain، لأن هذا هو ما يتيح إزالة السلطة المسيطرة.
أخيرًا، سنقوم بتقييم قيود blockchain وتقييم ما إذا كانت التكنولوجيا تستحق كل هذا الضجيج، الأمر الذي سيقودنا بشكل جيد إلى المقالتين الأخيرتين في هذا القسم حول اعتماد التشفير وحدود التشفير.
تحتوي كل كتلة في blockchain (باستثناء كتلة التكوين أو الكتلة الأولى - المزيد عن هذا لاحقًا) على ثلاثة أشياء.
دعونا نحلل هذه الأشياء الثلاثة إلى ما هي عليه.
إليك بعض الأمثلة المبسطة:
بياناتنا: ص = 1،
نحن نطبق وظيفة تجزئة التشفير (لخلطها)
يؤدي هذا إلى إنشاء التجزئة Y1.
إذا قمت بتغيير البيانات الأصلية إلى Y=2، وقمت بتطبيق وظيفة التجزئة، فإن الناتج المجزأ سيتغير أيضًا، مما يعطينا Y2.
والأهم من ذلك، أنه من التافه التأكد من أن Y2 هو الإخراج الصحيح للتجزئة، ولكن يكاد يكون من المستحيل معرفة ماهية الإدخال.
التجزئة هي الطريقة التي يمكن لمواقع الويب من خلالها تخزين كلمات المرور الخاصة بك، والتأكد من صحتها عند إدخالها، ولكن لا تتمكن من معرفة ماهيتها.
تم تبسيط ذلك لأغراض التوضيح لأن تجزئة التشفير تقوم بتشفير البيانات التي تمثلها. ولذلك، فإن الرابط الوحيد بين البيانات والتجزئة هو الوظيفة الرياضية التي تولد التجزئة وليس أي محتوى.
وهنا مثال آخر
إدخال البيانات ص = 1
تطبيق وظيفة التجزئة
الإخراج المجزأ = الكلب،
قم بتغيير بيانات الإدخال إلى Y=2
تطبيق وظيفة التجزئة
الناتج المجزأ = الأشجار.
لا توجد علاقة واضحة بين الكلاب والأشجار، فهي مجرد منتجات لنفس دالة التجزئة التي تم إنشاؤها من مجموعات البيانات Y=1 وY=2.
في الواقع، تعد تجزئة التشفير عبارة عن سلاسل طويلة من الأحرف والأرقام التي لا تتوافق مع أي كلمات أو معاني باستثناء تمثيل البيانات، ولكنها ذات طول موحد. ما يقدمه التشفير الرقمي لحل مشكلة الثقة لدينا هو طريقة موثوقة لتأمين البيانات التي لا تتطلب السلطة أو التهديد بالعنف.
يتمثل الابتكار في تقنية blockchain في أنه من خلال التصميم، فإن blockchains مقاومة للتعديل بأثر رجعي ويمكنها تخزين البيانات بشكل آمن دون سلطة مركزية.
تبدأ العملية بوظيفة تجزئة التشفير. تحتوي كل كتلة على وظيفة تجزئة للبيانات الخاصة بها ووظيفة تجزئة لبيانات الكتلة الأخيرة.
ومن خلال تشفير بيانات الكتلة السابقة في كل كتلة جديدة، تقوم التجزئات بإنشاء سلسلة تزداد صعوبة إفسادها. للتلاعب ببيانات أي كتلة معينة أو تعديلها، سيتعين عليك أيضًا تعديل جميع الكتل اللاحقة للحفاظ على صلاحية السلسلة.
إذا قمت بتغيير البيانات في كتلة معينة، فسوف تتغير التجزئة المقابلة لها - تذكر من مثالنا أعلاه - وستكون مختلفة عن جميع التجزئة المسجلة للكتل التالية، وبالتالي ستصبح السلسلة غير صالحة.
ومع ذلك، نظرًا لسرعة أجهزة الكمبيوتر اليوم، فإن وظيفة التجزئة هذه ليست كافية لتأمين blockchain من العبث بها.
يمكن لأجهزة الكمبيوتر حساب مئات الآلاف من وظائف التجزئة في الثانية ويمكنها حساب التجزئة الجديدة بشكل فعال لجميع الكتل في السلسلة لجعلها صالحة مرة أخرى. وبالتالي، كانت حاجة ساستوشي إلى إنشاء آلية إجماع -الاقتراض من المحاولات السابقة للحصول على النقد الرقمي- كانت محصنة ضد هجوم القوة الغاشمة.
إثبات العمل هو النصف الثاني من تقنية blockchain، والذي يضمن، جنبًا إلى جنب مع وظائف التجزئة المشفرة، أن تكون blockchains الخاصة بالبيتكوين آمنة.
في الأساس، إثبات العمل هو آلية تعمل على إبطاء إنشاء كتل جديدة من خلال المطالبة ببذل العمل/الجهد قبل إنتاج الكتلة. يتطلب إثبات العمل حل لغز رياضي أو حسابه لكل كتلة جديدة تضاف إلى السلسلة.
اللغز في حد ذاته تعسفي، لكن شرط أداء "عمل" كافٍ - حرق الطاقة الكهربائية - هو وسيلة لتثبيط الناس عن محاولة إفساد blockchain؛ سيتعين عليك بذل/بذل جهد أكبر مما يمكن تبريره من خلال القيام بذلك.
يتم تنظيم عملية إثبات العمل هذه لضمان إنشاء الكتل في فترة زمنية متوسطة تسمى وقت الكتلة. بالنسبة للبيتكوين، يستغرق الأمر حوالي 10 دقائق لإنشاء كتلة جديدة، والتي، كما تمت مناقشته في مقالتنا حول قيود البيتكوين، تمثل عائقًا كبيرًا أمام التوسع.
وهناك مكافأة لمن يحل المشكلة أن يحفزها على الحدوث. كما رأينا بالفعل في حالة البيتكوين، تم تحديد المكافأة حاليًا بـ 6.25 بيتكوين وستظل حتى عام 2024 على الأقل (المعروفة باسم النصف).
وتعني هذه الآلية أن هناك حافزًا اقتصاديًا لعمال المناجم لإضافة كتل جديدة من خلال المساهمة بمستوى العمل المطلوب. كما أنه يمنع أجهزة الكمبيوتر من إنشاء مجموعة من التجزئات الجديدة والتحقق من سلسلة تحتوي على بيانات غير صحيحة في الكتل.
تستخدم Bitcoin إثبات العمل كآلية توافقية ولكن هناك العديد من الآليات الأخرى، وأكثرها شيوعًا هي إثبات الملكية (PoS) وإثبات الملكية المفوضة (DPoS).
هذه الآليات أكثر تعقيدًا بعض الشيء وتهدف إلى أن تكون وسيلة أكثر كفاءة لجعل blockchains آمنًا بشكل موثوق ولكن دون الحاجة إلى العمل، والذي يتعلق بشكل أساسي بقدرة الحوسبة واستهلاك الطاقة. إنها في الواقع محاولات لحل مشكلة Blockchain Trilemma - توفير قابلية التوسع والأمن واللامركزية.
إن PoS هو في الأساس جزء من اللعبة عن طريق جمع الأموال للمشاركة، في حين أن DPoS هو نفسه، باستثناء أنه يمكنك تفويض السلطة التي تمنحها حصتك على إجماع blockchain إلى بعض المشاركين الآخرين.
إذن لدينا وظائف التجزئة المشفرة التي تربط كتل البيانات في سلسلة. لدينا آلية إثبات العمل الخاصة بنا والتي تحفز إضافة كتل جديدة إلى السلسلة وتساعد على الحماية ضد العناصر السيئة من خلال طلب دليل حسابي لكل كتلة.
الطريقة الأخيرة التي تضمن بها blockchain الأمان هي التوزيع.
تعمل تقنية Blockchain على ما يسمى بشبكة نظير إلى نظير (P2P) - المذكورة في اقتباس ساتوشي أعلاه.
بدلاً من أن تكون مركزية ويديرها كيان واحد - مثل الحكومة - تتكون شبكات P2P من شبكة موزعة من أجهزة الكمبيوتر التي تتبع جميعها نفس مجموعة القواعد (البروتوكول). وبهذه الطريقة، يتصل كل من أجهزة الكمبيوتر هذه بـ blockchain لديه حق الوصول إلى السجل الكامل (أو السلسلة) ولكنه يتصرف بطريقة يمكن التنبؤ بها.
في كل مرة تتم إضافة كتلة جديدة إلى السلسلة، تتاح للجميع فرصة التحقق من دقة بيانات هذه الكتلة. يُطلق على أي جهاز كمبيوتر يقوم بتوصيل وتشغيل blockchain اسم العقدة.
لكي تتم إضافة كتلة إلى السلسلة، يجب أن يوافق ما لا يقل عن 51% (أغلبية) من جميع العقد على أنها دقيقة. بمعنى آخر، تم حل إثبات العمل وتطابق جميع وظائف التجزئة. وهذا ما يسمى تحقيق الإجماع - خلق اتفاق مشترك على الحقيقة في حلنا السحري لثقتنا. وكل ذلك دون أي سلطة مركزية.
لإفساد blockchain بنجاح تحتاج إلى ذلك
ليس فقط أن هذا الأمر يكاد يكون من المستحيل القيام به، مع تزايد الصعوبة مع نمو عدد العقد، فهو غير منطقي من الناحية الاقتصادية. وبالتالي، فإن تقنية blockchain هي وسيلة آمنة ولا مركزية لتخزين البيانات، مع تحسين تلك الصفات مع نمو blockchain.
الآن بعد أن تعرفنا على كيفية عمل blockchain، دعونا نلقي نظرة على بعض تطبيقات تكنولوجيا blockchain المختلفة.
التطبيق الأكثر شهرة، والذي اخترعت التكنولوجيا من أجله في البداية، هو شكل جديد من أشكال النقود الخالية من السيطرة المركزية، والتي نعرفها الآن باسم العملة المشفرة، وأول وأشهر مثال عليها هو البيتكوين.
من خلال تخزين جميع بيانات معاملات البيتكوين على blockchain، أنشأ ساتوشي ناكاموتو أول نسخة رقمية ولامركزية من النقود السليمة في العالم. لقد تناولنا هذا الأمر على نطاق واسع في مقال سابق، لذا تحقق من ذلك إذا كنت ترغب في تجديد معلوماتك.
منذ ذلك الحين، تم تطبيق تقنية blockchain في العديد من المجالات الأخرى خارج نطاق العملة. مثال مشهور آخر هو إيثريوم.
في عام 2013، اقترح المبرمج فيتاليك بوتيرين أنه يمكن استخدام تقنية البلوكتشين لإنشاء ما أسماه العقود الذكية في ورقة بيضاء.
في عام 2015، تم إطلاق سلسلة كتل الإيثريوم لبناء هذه العقود، مكتملة بلغة برمجة (Solidity) وعملة أصلية (Ether).
إحدى الطرق الجيدة للتفكير في الأمر هي أن عملة البيتكوين أعطتنا أموالًا لا مركزية قابلة للبرمجة، بينما أعطتنا عملة الإيثريوم عقودًا لا مركزية قابلة للبرمجة.
ومن هذا المنطلق، تم بناء العديد من التطبيقات، وتولد صناعات جديدة. في الوقت الحالي، أبرزها هو التمويل اللامركزي أو DeFi، وهو شكل تجريبي من التمويل حيث يتم استخدام العقود الذكية (وبالتالي blockchain) كوسطاء بدلاً من الوساطة أو البورصات أو البنوك. لمزيد من التفاصيل حول إيثريوم، راجع المادة 7 - إيثريوم - الكمبيوتر العالمي.
كما رأينا بالفعل في مناقشاتنا حول "المال السليم"، فإن سلسلة Bitcoin blockchain تضحي بقابلية التوسع من أجل الأمن واللامركزية.
في المقابل، يمكن للأنظمة المركزية والآمنة مثل Visa معالجة عشرات الآلاف من المعاملات في الثانية، ولكنها تعاني من مشكلة الإنفاق المزدوج والثقة؛ تتيح وظائف إثبات العمل الثقة بدون سلطة ولكنها لا تستطيع تحقيق هذه النتيجة.
تعالج Bitcoin حاليًا حوالي خمس معاملات في الثانية، وتعالج Ethereum حوالي 15، مما يجعل الأمور بطيئة وغير عملية.
يعمل مجتمع Ethereum بجد على إصلاح هذه المشكلة في الوقت الحالي باستخدام Ethereum 2.0. الهدف الرئيسي لهذا التطوير مفتوح المصدر هو تحسين قدرة المعاملات من 15 في الثانية إلى عشرات الآلاف باستخدام تقنية تعرف باسم التقسيم.
مزيد من التفاصيل حول هذا لمقال أكثر تقدما. في الوقت الحالي، من الضروري أن نتذكر أن تقنية blockchain لا تزال في مهدها، وعلى الرغم من أن هناك الكثير من الوعود للتكنولوجيا، إلا أن المجتمع لا يزال في طور تطويرها وتطبيقها على نطاق واسع.
تصف العديد من المشاريع نفسها بأنها سلاسل كتل، لكنها تفشل في إظهار الخصائص الموصوفة هنا، لأنه لا يمكن تحقيقها خارج الصندوق، وتعني مشكلة الوكيل الرئيسي دائمًا أنه حيث يمكن لشخص ما ممارسة السيطرة، هناك فرصة جيدة للقيام بذلك، وليس بالضرورة لصالح المستخدم.
أصبحت Blockchain كلمة طنانة تُستخدم أحيانًا للاستدلال على المصداقية، كما رأينا خلال أيام الدوت كوم، وإشارات لا معنى لها إلى كونها "عملًا تجاريًا عبر الإنترنت".
يجب أن يكون لديك الآن فهم أساسي لكيفية عمل تقنية blockchain في الحياة البرية وسبب كونها فكرة ثورية. تعتبر تقنية Blockchain طريقة جديدة جذرية لبناء الثقة في العصر الرقمي دون الحاجة إلى سلطة مركزية.
لفهم التأثير الذي قد تحدثه تقنية blockchain يومًا ما، قد يكون من المفيد إلقاء نظرة على إنشاء التكنولوجيا.
تذكر مصطلح كتلة التكوين من وقت سابق؟ هذا هو الاسم الذي يطلق على الكتلة الأولى في blockchain. تحتوي كتلة التكوين في أول سلسلة بلوكتشين، بيتكوين، على الرسالة التالية:
"التايمز 03/01/2009 المستشار على حافة خطة الإنقاذ الثانية للبنوك."
إشارة إلى عنوان الصحيفة في ذلك التاريخ الذي يتحدث عن خطة إنقاذ أخرى للمؤسسات المالية التي تسببت في الأزمة المالية سيئة السمعة في 07/08.
مهما كانت أفكارك حول الضجيج الذي تشهده تقنية blockchain، فليس هناك شك في أنها تم تطويرها بطموح لتغيير الطريقة التي يعمل بها العالم - نحو الأفضل - من خلال التركيز على ما يجعل العالم يدور حول المال.
الآن بعد أن عرفت المزيد حول ما تفعله وكيف تفعل ذلك، آمل أن تتمكن من رؤية أن blockchain قد يكون حافزًا للتغيير في العديد من الطرق الأخرى حيث أفسدت الثقة وإساءة استخدامها الحضارة.