بلاک چیست؟ بررسی وظیفه و کاربرد آن در بلاکچین

در این مقاله از رمزینکس به این سوال پاسخ می‌دهیم که بلاک چیست و به بررسی ساختار و عملکرد بلاک‌ها در بلاکچین می‌پردازیم. همچنین نحوه اضافه شدن آن‌ها به زنجیره را توضیح می‌دهیم. علاوه‌بر این پاسخ این پرسش‌ها را نیز می‌خوانید، تاثیر بلاک در ارز دیجیتال چیست و آیا بلاکچین امنیت و شفافیت بیشتری در تراکنش‌های ایجاد می‌کند؟

بلاک چیست؟

بلاک‌ها در عرصه رمز ارزها به عنوان فایل‌هایی شناخته می‌شوند که داده‌های شبکه را به صورت دائمی ثبت می‌کنند و بخشی از ساختار بلاکچین محسوب می‌شوند. هر block شامل برخی از تراکنش‌های اخیر است که هنوز در بلاک قبلی ثبت نشده‌اند.

بلاک‌ها مانند دفترچه‌های ثبت اطلاعات عمل می‌کنند، هر بار که یک بلاک تکمیل می‌شود بلاک بعدی در زنجیره بلاکچین جایگزین آن می‌شود. این بلاک‌ها به عنوان ذخیره دائمی سوابق عمل می‌کنند که پس از ثبت قابل تغییر یا حذف نیستند.

می‌توان بلاک‌ها را به حلقه‌هایی در یک زنجیره نیز تشبیه کرد. شبکه بلاکچین از میلیون‌ها بلاک تشکیل شده است که هر کدام بخشی از این زنجیره به حساب می‌آیند. هر بلاک دارای اطلاعاتی مانند زمان انجام تراکنش، آدرس عمومی فرستنده و گیرنده، هش اختصاصی خود و هش بلاک قبلی است. تمام این اطلاعات به صورت دائمی در بلاک‌ها ذخیره شده و به هیچ عنوان قابل تغییر یا حذف نیستند. این ویژگی به دلیل سیستم رمزنگاری شبکه در بلاک‌ها ایجاد می‌شود. بلاک‌ها در blockchain دارای بخش‌های مختلفی هستند که هر کدام وظایف مخصوص به خود را دارند و یک هدف واحد را برای روال صحیح عملکرد دنبال می‌کنند.

بلاک‌ها چگونه به وجود آمدند؟

تاریخچه بلاک‌ها به دهه ۱۹۹۰ بازمی‌گردد. در آن زمان، دانشمندانی مانند استوارت هابر و اسکات استورنتا به دنبال راهکاری بودند که بتوان اسناد دیجیتال را به شکلی ثبت کرد که قابل تغییر و دستکاری نباشد. این ایده به تدریج به فناوری blockchain تبدیل شد که امکان ثبت دائمی و غیرقابل تغییر اطلاعات را ایجاد می‌کرد. این فناوری در ابتدا به عنوان یک راه‌حل محاسباتی برای برای ثبت زمان و تاریخ دقیق اسناد دیجیتال معرفی و شناخته شد.

در سال ۲۰۰۸ شخص یا گروهی با نام مستعار ساتوشی ناکاموتو، بیت‌کوین (Bitcoin) را معرفی کرد که اولین کاربرد عملی بلاکچین بود. بیت‌کوین به عنوان یک ارز دیجیتال از بلاک چین برای ثبت تراکنش‌ها به صورت دائمی و غیرقابل تغییر استفاده کرد. این نوآوری به سرعت مورد توجه قرار گرفت و به عنوان یک رویداد بزرگ در دنیای دیجیتال شناخته شد. خرید و فروش بیت کوین نشان داد که چگونه می‌توان از بلاکچین برای ایجاد یک سیستم مالی غیر‌متمرکز و امن استفاده کرد.

با گذر زمان فناوری بلاکچین به حوزه‌های مختلفی گسترش یافت و کاربردهای متنوعی پیدا کرد. از جمله این کاربردها می‌توان به قراردادهای هوشمند، مدیریت زنجیره تامین و حتی رأی‌گیری الکترونیکی اشاره کرد. این فناوری به دلیل امنیت بالا و قابلیت ثبت دائمی اطلاعات به سرعت در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گرفت و به یکی از نوآورانه‌ترین دستاوردهای دیجیتال تبدیل شد.

ساختار block در بلاکچین چگونه است؟

برای درک بهتر فناوری انواع بلاکچین می‌توان آن را به عنوان زنجیره‌ای از بلاک‌ها تصور کرد که هر کدام مسئول حمل اطلاعات خاصی هستند و به گونه‌ای در کنار هم قرار گرفته‌اند که امنیت بالایی داشته باشند. به جای استفاده از یک سرور مرکزی blockchain از ترکیبی از رایانه‌های متصل به یکدیگر تشکیل شده است، که این امر باعث می‌شود کل شبکه به صورت غیر متمرکز عمل کند.

به طور کلی بلاک از دو بخش اصلی تشکیل شده است: هدر بلاک (Block Header) و بدنه بلاک (Block Body). هر کدام از این بخش‌ها وظایف و اجزای خاص خود را دارند که در ادامه این قسمت به آنها می‌پردازیم.

۱. هدر بلاک (header block)

هدر بلاک در بلاکچین نقش مهمی در شناسایی و تایید یک Block خاص در کل زنجیره دارد. این هدر به طور مداوم هش می‌شود تا الگوریتم اثبات کار (Proof of Work یا PoW) و پاداش استخراج ارزهای دیجیتال را ایجاد کند. هدر بلاک شامل شناسه‌ای منحصر‌به‌فرد است که به عنوان هش هدر بلاک شناخته می‌شود. اجزای اصلی هدر بلاک شامل موارد زیر می‌شود:

• شماره نسخه بلاک: نشان‌دهنده نسخه پروتکل بلاکچین است.
• هش بلاک قبلی: لینک به block قبلی در زنجیره را فراهم می‌کند و به ایجاد زنجیره‌ای از بلاک‌ها کمک می‌کند.
• مرکل روت (Merkle Root): یک ساختار داده‌ای است که تمام تراکنش‌های داخل بلاک را به‌صورت کارآمد خلاصه می‌کند.
• زمان‌سنج (Timestamp): زمان ایجاد بلاک را ثبت می‌کند.
• هدف سختی: سختی مسئله ریاضی که ماینرها باید حل کنند را تعیین می‌کند.
• عدد تصادفی نانس: عددی است که ماینرها برای تغییر هش بلاک استفاده می‌کنند تا به هدف مورد نظر برسند.

این اجزا با هم کار می‌کنند تا امنیت و یکپارچگی بلاکچین را تضمین شود. هر یک از این اجزا نقش خاصی در فرآیند استخراج و تایید تراکنش‌ها ایفا کرده و به حفظ امنیت شبکه کمک می‌کنند.

۲. بدنه بلاک (Block Body)

بدنه بلاک یا همان Block Body در بلاکچین بخشی است که اطلاعات تراکنش‌های تایید‌شده را ذخیره می‌کند. این بخش شامل جزئیات تراکنش‌هایی است که در شبکه انجام شده‌اند.

زمانی که ماینرها یک بلاک را ایجاد می‌کنند، تراکنش‌ها را پس از اعتبارسنجی در بدنه بلاک ثبت می‌کنند. این اطلاعات به صورت دائمی ذخیره می‌شوند و به هیچ عنوان قابل تغییر یا حذف نیستند. بدنه بلاک به عنوان محل ذخیره‌سازی اصلی داده‌ها در بلاکچین عمل می‌کند و نقش حیاتی در حفظ امنیت و یکپارچگی شبکه دارد.

وظیفه و عملکرد بلاک‌ها در بلاک چین

بلاک‌ها نقشی اساسی در ثبت و تایید تراکنش‌های بهترین بلاکچین‌ها ایفا می‌کنند. یکی از وظایف اصلی بلاک‌ها تضمین امنیت و یکپارچگی داده‌ها است. هر بلاک دارای یک هش منحصر‌به‌فرد است که به عنوان امضای دیجیتال عمل می‌کند و تغییر یا حذف داده‌ها را غیرممکن می‌سازد. این هش‌ها به بلاک‌های قبلی متصل می‌شوند و یک زنجیره پیوسته از داده‌ها را تشکیل می‌دهند، که هر گونه تغییر در یک بلاک تمامی بلاک‌های بعدی را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

این روش باعث می‌شود که دفتر کل توزیع شده‌ای ایجاد شود که شفافیت، اعتماد و امنیت بیشتری را برای اطلاعات بسازد. این دفتر کل توزیع شده به تمامی اعضای شبکه اجازه می‌دهد تا به اطلاعات دسترسی داشته باشند و از صحت و اعتبار تراکنش‌ها اطمینان حاصل کنند. به همین دلیل بلاک چین به عنوان یک سیستم غیر‌متمرکز و امن برای مدیریت تراکنش‌ها و داده‌ها محسوب می‌شود.

سایت investopedia در مورد وظیفخ بلاک ها نوشته است:

Active blockchain networks are continuously processing new transactions. These are grouped into blocks, which serve as the foundational units of the blockchain network. Each block is designed to store information while remaining secure.

شبکه‌های فعال بلاکچین به‌طور مداوم در حال پردازش تراکنش‌های جدید هستند. این تراکنش‌ها در بلاک‌ها گروه‌بندی می‌شوند که به‌عنوان واحدهای اساسی شبکه بلاکچین عمل می‌کنند. هر بلاک به‌گونه‌ای طراحی شده است که اطلاعات را ذخیره کرده و در عین حال ایمن باقی بماند.

https://www.investopedia.com/terms/b/block-bitcoin-block.asp

کاربردهای بلاک در دنیای واقعی

بلاک‌ها و بلاکچین در حال حاضر تنها محدود به ارزهای دیجیتال مانند بیت‌کوین و اتریوم نیستند. این فناوری در بسیاری از صنایع دیگر نیز کاربرد دارد و در حال تغییر روندهای سنتی در مدیریت اطلاعات، تراکنش‌ها و قراردادها است. در اینجا به چند کاربرد بلاک در دنیای واقعی اشاره می‌کنیم:

• مدیریت زنجیره تأمین: بلاکچین به عنوان یک ابزار شفاف و غیرقابل تغییر می‌تواند برای ردیابی محصولات از مبدا تا مقصد استفاده شود. این سیستم به شرکت‌ها کمک می‌کند تا اطلاعات دقیق‌تری از موجودی‌ها، حمل‌ونقل، و حتی تولید داشته باشند. این امر علاوه بر کاهش هزینه‌ها، موجب بهبود نظارت و کاهش تقلب می‌شود.
• قراردادهای هوشمند: قراردادهای هوشمند خوداجرایی هستند و به‌طور خودکار شرایط یک قرارداد را زمانی که شرایط خاصی برآورده شوند، اجرا می‌کنند. این قراردادها می‌توانند برای بسیاری از بخش‌ها، از جمله بیمه، مالکیت دارایی، و توافقات تجاری، کاربرد داشته باشند. به عنوان مثال، در صنعت بیمه، قرارداد هوشمند می‌تواند زمانی که یک شرط خاص برقرار شود، به‌طور خودکار پرداخت بیمه را انجام دهد.
• رای‌گیری الکترونیکی: بلاکچین می‌تواند به ایجاد سیستم‌های رای‌گیری امن و شفاف کمک کند. این سیستم‌ها باعث می‌شوند که آرا به‌طور غیرقابل تغییر ثبت شوند و هیچ‌گونه تقلبی در روند انتخابات امکان‌پذیر نباشد. این فناوری در حال حاضر در برخی کشورهای پیشرفته در حال آزمایش است.
• امور مالی غیرمتمرکز (DeFi): یکی از کاربردهای جدید و نوآورانه بلاکچین، امور مالی غیرمتمرکز است. این سیستم به کاربران اجازه می‌دهد تا بدون نیاز به واسطه‌ها، مانند بانک‌ها یا مؤسسات مالی، اقدام به قرض‌دهی، استقراض، و معامله ارزهای دیجیتال کنند. بلاکچین با ایجاد سیستم‌های شفاف و غیرمتمرکز، امنیت و راحتی بیشتری را برای کاربران فراهم می‌آورد.
• مدیریت هویت دیجیتال: با استفاده از بلاکچین می‌توان یک سیستم مدیریت هویت دیجیتال امن ایجاد کرد. در این سیستم، هویت افراد به‌صورت غیرقابل تغییر و قابل تأیید در بلاکچین ذخیره می‌شود. این می‌تواند در مبارزه با سرقت هویت و جعل اسناد بسیار مؤثر باشد.

این مثال‌ها تنها بخشی از کاربردهای بلاکچین هستند که در حال حاضر در دنیای واقعی در حال استفاده و رشد هستند. فناوری بلاکچین همچنان در حال توسعه و گسترش در زمینه‌های جدید است و انتظار می‌رود که در آینده نقش بیشتری در صنایع مختلف ایفا کند.

نحوه افزودن بلاک به بلاک چین

برای اضافه کردن یک بلاک جدید به بلاکچین ابتدا باید داده‌های موجود در هدر بلوک را هش کنید و امیدوار باشید که نتیجه هش کمتر از مقدار هدف، تعیین شده باشد. این هدف با استفاده از پارامتری به نام سختی محاسبه و توسط شبکه بیت کوین تعیین می‌شود تا میزان دشواری افزودن بلوک‌های جدید به بلاکچین را تنظیم کند.

هرچه سختی بیشتر باشد، مقدار هدف کاهش می‌یابد و در نتیجه یافتن هش مناسب برای بلوک جدید نیز دشوارتر خواهد شد. این فرآیندبه عنوان بخشی از الگوریتم اثبات کار (Proof of Work) عمل می‌کند و امنیت و یکپارچگی شبکه را تضمین می‌کند.

ممکن است در ابتدا مفهوم سختی و هدف کمی پیچیده به نظر برسد، اما با گذشت زمان و آشنایی بیشتر با فرآیندهای Blockchain این مفاهیم روشن‌تر خواهند شد. این مکانیزم‌ها به حفظ امنیت و پایداری شبکه یاری رسانده و از تغییرات غیرمجاز در بلاکچین جلوگیری می‌کنند.

فرآیند استخراج block برای ماینرها

فرآیند استخراج بلاک برای ماینرها با جمع‌آوری تراکنش‌های جدید آغاز می‌شود. ماینرها این تراکنش‌ها را در یک بلاک جدید قرار می‌دهند و بعد از آن داده‌های موجود در هدر بلاک را هش می‌کنند. همانطور که قبلا گفتیم هدف این است که نتیجه هش کمتر از مقدار هدف تعیین شده باشد. 

در ادامه ماینرها باید عدد تصادفی نانس (Nonce) را تغییر دهند و دوباره هش کنند تا به نتیجه مطلوب برسند. عدد تصادفی نانس، عدد یا مقدار تصادفی است که فقط یک‌بار در یک فرآیند خاص استفاده می‌شود.

این فرآیند ممکن است میلیون‌ها بار تکرار شود تا در نهایت یک هش معتبر پیدا شود. هرچه سختی بیشتر باشد مقدار هدف کمتر می‌شود و یافتن هش مناسب نیز دشوارتر خواهد شد. 

زمانی که یک ماینر موفق به یافتن هش معتبر می‌شود، بلاک جدید به بلاکچین اضافه می‌شود و ماینر پاداشی به صورت بیت کوین دریافت می‌کند. این پاداش شامل بیت کوین‌های جدید و کارمزد تراکنش‌های موجود در بلاک است. این فرآیند نه تنها به تایید تراکنش‌ها کمک می‌کند، بلکه باعث استخراج بیت کوین‌های جدید نیز می‌شود و به این ترتیب شبکه Bitcoin به صورت غیر متمرکز و امن باقی می‌ماند.

برای اطلاع بیشتر : بلاک چین چیست

جمع‌بندی 

در این مقاله به این سوال پاسخ دادیم که بلاک چست؟ در واقع بلاک‌ (Block) به عنوان واحدهای اصلی در ساختار بلاکچین نقش حیاتی در ثبت و تایید تراکنش‌ها ایفا می‌کنند. این بلاک‌ها با ذخیره دائمی و غیرقابل تغییر اطلاعات، امنیت و شفافیت را در شبکه‌های بلاکچین تضمین می‌کنند. هر بلاک شامل اطلاعاتی مانند زمان انجام تراکنش، آدرس‌های عمومی فرستنده و گیرنده و هش‌های منحصر‌به‌فرد است که به حفظ یکپارچگی داده‌ها کمک می‌کند.

توصیه می‌شود که کاربران با درک بهتر ساختار و عملکرد بلاک‌ها از این فناوری برای مدیریت تراکنش‌ها و داده‌های خود بهره ببرند. آشنایی با اجزای مختلف بلاک‌ها و نحوه عملکرد آن‌ها می‌تواند به بهبود امنیت و کارایی در استفاده از بلاکچین کمک کند. با استفاده از این دانش کاربران می‌توانند تصمیمات بهتری در زمینه سرمایه‌گذاری و مدیریت دارایی‌های دیجیتال خود بگیرند.

سوالات متداول 

منابع: investopedia