إذا كنت قد اشتريت عملات رقمية أو تابعت أخبار العملات المشفرة في السنوات الأخيرة، فمن المؤكد أنك على دراية بتكنولوجيا البلوكشين. في نطاق بحثك لفهم المزيد عن Blockchain، لا بد أنك رأيت التعريف التالي: Blockchain عبارة عن دفتر أستاذ موزع DLT ولامركزي ومفتوح. على الرغم من أن هذا التعريف أساسي، إلا أنه قد يكون محيرا بالنسبة لك. نتيجة لذلك، في هذا المقال الهام، سنصف تقنية البلوكشين المذهلة بعبارات بسيطة ونستكشف مزاياها.
ما هي تقنية البلوكشين (Blockchain)؟
البلوكشين أو سلسلة الكتل (بالإنجليزية: Blockchain) هي شبكة تستخدم التكنولوجيا اللامركزية (Decentralized) والتشفير لتتبع جميع المعاملات التي تنطوي على الأصول الرقمية مثل Bitcoin في دفتر الأستاذ الموزع. لا يمكن تغيير المعلومات المحفوظة على بلوكشين، وكلها مرئية بشفافية للمستخدمين. شبكة البلوكتشين هي ما يسمح بإزالة البنوك والمؤسسات المالية من معاملات الأصول الرقمية مع ضمان أمان العملة الرقمية أيضًا؛ وهو مفهوم اكتسب شعبية بين عشاق الأصول الرقمية.
تتمتع تقنية Blockchain بخصائص فريدة وهناك قواعد محددة حول كيفية إضافة البيانات. ومن النقاط التي تجعل من هذه التقنية منصة رائعة لتطوير العملات المشفرة هي استحالة التلاعب بالبيانات أو تغييرها بعد تخزينها.
تتم إضافة البيانات بمرور الوقت في إطار يتكون من كتل. تعتمد كل كتلة على الكتلة الأخيرة وتحتوي على معلومات لربطها بالكتلة السابقة. من خلال عرض الكتلة الأحدث والأكثر تحديثًا، يمكننا التحقق من أنه تم إنشاؤها بعد الخيار الأخير. من خلال التحرك في البلوكشين (السلسلة) ومتابعة الكتل من النهاية إلى البداية، سنصل إلى العنصر الأول الذي يسمى كتلة التكوين.
قد تبدو المفاهيم الموضحة حتى الآن معقدة. لذلك، دعونا نقدم شرحًا أبسط لتقنية blockchain.
تعريف البلوكشين بلغة واضحة مع ذكر مثال
إذا أردنا أن نقول ما هي blockchain بكلمات بسيطة، علينا أن نعتبرها سلسلة طويلة من البيانات. تتكون البيانات من المعاملات التي تتم على الشبكة. يتم تخزين سجلات المعاملات في حزم تسمى الكتل. تتم إضافة كل كتلة إلى نهاية السلسلة بعد اكتمال معلوماتها والتحقق منها. يتم تخزين سلسلة الكتل هذه، والتي نسميها بلوكشين، في عقد أو عقد الشبكة. العقد هي أجهزة كمبيوتر مهمتها تخزين جميع معلومات الشبكة ويتم تخزين نسخة من جميع البيانات فيها.
لفهم البلوكشين بشكل أفضل، نستخدم القياس. خذ بعين الاعتبار جدول بيانات يتكون من عمودين. في العمود الأول من الصف الأول، قمت بوضع بيانات عشوائية للتخزين.
يتم تحويل البيانات الموجودة في الخلية الأولى إلى معرف مكون من حرفين ثم يتم استخدامها كجزء من الإدخال التالي. في هذا المثال، يجب استخدام المعرف المكون من حرفين KP لملء الخلية التالية في الصف الثاني (defKP). ونتيجة لذلك، إذا قمت بتغيير بيانات الإدخال الأولى (abcAA)، فستحصل على مجموعة مختلفة من الحروف في الخلايا الأخرى.
بالنظر إلى الصف 4 ستلاحظ أن أحدث معرف هو TH. هل تتذكر ميزة عدم القدرة على العودة ثم تغيير أو حذف الإدخالات في سلسلة الكتل؟ يمكن لأي شخص أن يدعي بسهولة أنه يفعل ذلك، لكنه بذلك يتجاهل جهودك للتغيير. خذ بعين الاعتبار المثال التالي لفهم أفضل.
تخيل أنك قمت بتغيير تاريخ الخلية الأولى من سلسلة الكتل هذه. بعد ذلك، ستتلقى معرفًا مختلفًا وستحتوي الخلية التالية على بيانات مختلفة تتوافق مع هذا التغيير. بعد ذلك، يتم أيضًا تغيير معرف الخلية الثانية ويستمر هذا الإجراء؛ يؤدي التلاعب ببيانات الخلية الأولى إلى انتشار التغيير بشكل فيروسي في جميع أنحاء قاعدة البيانات وتغيير طبيعتها بالكامل. بناءً على طريقة العمل هذه على البلوكشين، يمكنك الحصول على معرف TH في الصف الأخير (الخلية الخامسة)، وهو نتاج جميع المعلومات المتاحة قبله. أي تغيير قبل قائمة الانتظار 4 ينتهي بإنشاء معرف آخر.
الآن بعد أن قمت بمراجعة هذا المثال، يمكن القول أنك أصبحت على دراية بعملية التجزئة في البلوكشين. يقول مارك أندريسن، مؤسس شركة خدمات الكمبيوتر Netscape، عن البلوكتشين:
تعد تقنية البلوكتشين وسيلة لمستخدمي الإنترنت لنقل جزء من أصولهم الرقمية الفريدة إلى مستخدمين آخرين؛ وهذا النقل مضمون ومأمون ولا يمكن لأحد أن يطعن في شرعيته؛ سيتم المبالغة في إنجازات هذا التطور إلى حد كبير.
كيف يتم ربط الكتل مع بعضها البعض في بلوكشين؟
ما وصفناه أعلاه حول إنشاء معرفات مكونة من حرفين هو توضيح مبسط لكيفية استخدام البلوكشين لوظائف التجزئة. يمكن مقارنة التجزئة بالغراء الذي يربط الكتل معًا على بلوكشين. وهو يستلزم جمع البيانات من أي حجم وإرسالها من خلال إجراء رياضي للحصول على نتيجة (تجزئة) تكون دائمًا بنفس الطول.
إن التجزئة المستخدمة في البلوكتشين رائعة للغاية؛ إن فرص اكتشاف قطعتين من البيانات التي تنتج نفس النتيجة ضئيلة للغاية. أي تغيير في بيانات الإدخال سيوفر مخرجات مختلفة تمامًا، تمامًا كما حدث عند إنشاء الهويات المكونة من حرفين في المثال السابق.
خذ بعين الاعتبار وظيفة SHA256 شائعة الاستخدام في شبكة Bitcoin blockchain كمثال. كما ترون، فإن التغيير البسيط لحالة النص الإنجليزي (data) يؤدي إلى نتيجة مختلفة تمامًا.
في فكرة بلوك تشين، من المهم بشكل خاص أن وظيفة SHA256 لم تُرجع بعد النتيجة نفسها لمدخلين منفصلين، أي لم يحدث تداخل. وبالتالي قد تشير كل كتلة إليها عن طريق تضمين تجزئة الكتلة التي قبلها. سيتم الكشف عن أي جهد لمناقشة الأحداث السابقة بسرعة كبيرة.
في الواقع، المؤشر بالأعلى عبارة عن تجزئة للكتلة السابقة. التجزئة هي عملية إنشاء “بصمة” مميزة للإدخال عن طريق تشغيل البيانات من خلال دالة أحادية الاتجاه. إذا تم تغيير الإدخال قليلاً، فسوف تظهر بصمة أخرى كاملة. نحن نقوم بربط الكتل معًا، لذلك من المستحيل تغيير الإدخال الأقدم دون تغيير الإدخالات اللاحقة أيضًا. يعد هذا النوع من البنية أحد العناصر التي تساهم في أمان blockchain.
مناقشة Blockchain واللامركزية
نحن الآن على دراية بالبنية الأساسية لـ blockchain. يميل الناس إلى التحدث بشكل أقل عن قاعدة بيانات البلوكشين نفسها والمزيد عن الأنظمة البيئية المبنية على هذه التكنولوجيا، مثل Ethereum وBitcoin.
تعتبر البلوكتشين ذات قيمة فقط في التطبيقات لأنها عبارة عن هياكل قاعدة بيانات قائمة بذاتها. عندما يتم تطبيق هذا النوع من قواعد البيانات على مشاريع غير ذات صلة تمامًا، يصبح الوضع أكثر إثارة للاهتمام. يمكن أن تعمل تقنية بلوكشين، جنبًا إلى جنب مع العديد من التقنيات الأخرى ونظرية الألعاب، كسجل موزع لا يخضع لسيطرة كيان واحد (وحده).
خارج نطاق المعلمات التي يحددها النظام، لا أحد لديه السلطة لتغيير الإدخالات في هذه الحالة. في هذه الحالة يمكن القول بأن كل مستخدم للنظام يملك جزء من دفتر الأستاذ (قاعدة البيانات). يتفق جميع المعنيين على الشكل الذي ينبغي أن يبدو عليه الأمر.
التسامح مع الخطأ البيزنطي
التحدي الحقيقي الذي يواجه نظامًا كهذا يُعرف بالتسامح مع الخطأ البيزنطي. أثيرت هذه المشكلة في الثمانينات، وهي تصف مشكلة حيث يجب على العديد من المشاركين المعزولين التواصل مع بعضهم البعض لتنسيق أعمالهم. جوهر التحدي يدور حول قيام العديد من جنرالات الجيش بمحاصرة مدينة ما واتخاذ قرار بشأن مهاجمتها أم لا. إنهم قادرون على التواصل مع بعضهم البعض فقط من خلال الرسل.
يجب على كل جنرال أن يقرر ما إذا كان سيتراجع أو يهاجم. وطالما أنهم جميعًا متفقون على نفس الإجراء، فلا يهم ما إذا كانوا سيفعلون ذلك أيضًا. إذا أرادوا جميعًا الهجوم، فلن ينجحوا إلا إذا هاجموا خلال نفس الفترة الزمنية. ولكن كيف يمكنك التأكد من هذا؟
بالطبع من الممكن التواصل عبر الرسول، لكن ماذا سيحدث إذا تم القبض على الرسول في منتصف الرحلة وقام العدو بنقل شخص آخر يحمل رسالة خاطئة بدلاً منه؟ وكانت الرسالة الأصلية عبارة عن هجوم عند الفجر، لكن الناقل أبلغه للمتلقي بأنه هجوم ليلاً. كما لا ينبغي أن ننسى احتمال أن يكون أحد الجنرالات خائناً، بحيث يرسل رسالة خاطئة للآخرين لإفشال العملية.
في الصورة على اليسار، العملية ناجحة بسبب القرار الجماعي لجميع الجنرالات باقتحام المنطقة. ولو تراجع أحدهم، ستفشل العملية وسيواجه الجيش بأكمله الهزيمة.
نحن بحاجة إلى استراتيجية للتوصل إلى اتفاق، حتى لو قرر أحد المشاركين الغش أو تم التلاعب بالرسالة المتبادلة بينهم من قبل شخص آخر. إن عدم القدرة على حماية بلوكشين أو أي نوع آخر من قواعد البيانات لا يشبه عملية حياة أو موت عندما يغزو جيش مدينة معادية، ولكنه ليس أقل من ذلك! يمكن أن تؤدي التغييرات المقصودة أو غير المقصودة في قاعدة البيانات إلى خسارة رأس المال وتدمير حياة العديد من الأشخاص.
حتى لو لم يكن هناك من يراقب blockchain ويقدم المعلومات الصحيحة للمستخدمين، فيجب أن يظلوا قادرين على التفاعل مع بعضهم البعض. للتغلب على الفشل المحتمل لمستخدم واحد (أو أكثر)، يجب أن يتم تصميم آليات البلوكشين بعناية وأن تكون مقاومة للعقبات مثل تلك التي ذكرناها أعلاه. إن النظام القادر على تحقيق هذه الميزة المهمة يكون متسامحًا مع الخطأ البيزنطي. تُستخدم خوارزميات الإجماع لفرض قواعد صارمة. سنتحدث أكثر عن هذا قريبا.
لماذا يجب أن تكون بلوكشين لا مركزية؟
بالطبع، قد يتم تشغيل blockchain من قبل شخص واحد، ولكن في النهاية، ستكون قاعدة البيانات الخاصة بك مختلفة عن قاعدة بيانات أي شخص آخر. في بيئة لا مركزية، يمكن استغلال تقنية البلوكشين بكامل طاقتها. جميع المستخدمين متساوون في هذه الحالة، ولا يتمتع أي منهم بالسلطة أو التفوق على الآخرين من حيث الإدارة. وهذا يلغي فرصة قيام شخص ما بمسح Blockchain أو الاستيلاء عليه عمدًا؛ يتم التعامل مع الجميع على قدم المساواة أثناء استخدام قاعدة البيانات، في هذه الحالة Blockchain، كمصدر غني للمعلومات!
ما هي شبكة نظير إلى نظير؟
طبقة المستخدم لدينا هي شبكة نظير إلى نظير (P2P -> نظير إلى نظير) (أو الجنرالات في المثال السابق). نظرًا لعدم وجود مسؤول، فإنهم يتواصلون مباشرة مع بعضهم البعض عندما يحتاجون إلى مشاركة المعلومات بدلاً من المرور عبر خادم مركزي. وبعبارة أخرى، تتواصل العقد في مثل هذه الشبكة مباشرة مع بعضها البعض وتتبادل الرسائل الرقمية دون الحاجة إلى خادم.
نلقي نظرة على الصورة أدناه. لإرسال رسالة إلى F، يجب على المستخدم A التنقل في الخادم الموجود على اليسار. وعلى الجانب الأيمن، يتواصل المستخدمون مع بعضهم البعض بشكل مباشر ودون الحاجة إلى وسيط. يشار إلى أحد أنماط الشبكة بأنه مركزي، بينما يسمى الآخر لامركزي.
عادةً، يحتفظ الخادم بجميع المعلومات التي يحتاجها المستخدمون. على سبيل المثال، أثناء عرض موقع تبادل Coinbase، فإنك تطلب معلومات من الخادم الذي يحتفظ بملفات التعليمات البرمجية المصدر الخاصة به. إذا تم إيقاف تشغيل الخادم، فلن تتمكن بعد الآن من الوصول إلى محتوى المدونة أو تبادل الخدمات. ومع ذلك، إذا قمت بتنزيل محتوى المدونة بالكامل قبل حدوث ذلك، فستتمكن من مشاهدته في أي وقت دون الحاجة إلى الذهاب إلى الخادم.
في البلوكشين، وهي قاعدة بيانات لامركزية وموزعة ونظير إلى نظير، كل عقدة لديها مثل هذه الوظيفة؛ تحتفظ كل عقدة بنسخة من قاعدة البيانات في حد ذاتها. إذا غادر المستخدم الشبكة، فلا يزال بإمكان الأشخاص الآخرين الوصول إلى blockchain ومشاركة المعلومات مع بعضهم البعض.
عند إضافة كتلة جديدة إلى السلسلة، سيتم نشر البيانات في جميع أنحاء الشبكة وسيتمكن كل نظام عضو من تحديث نسخته من دفتر الأستاذ (البلوكشين – قاعدة البيانات). بمعنى آخر التحديث معروف للجميع ويقومون بتطبيق التغيير على قاعدة البيانات المخزنة بداخلهم.
متى تم إختراع البلوكشين؟
أصبحت هذه التكنولوجيا رسمية بعد إصدار عملة البيتكوين في عام 2009. ويمكن اعتبار البيتكوين أول سلسلة من الكتل وأكثرها شعبية. إلا أن الفكرة الرئيسية للتقنية المذكورة تعود إلى زمن طويل؛ ألهمت التقنيات والأفكار والمقترحات السابقة المبدع الغامض للبيتكوين المسمى ساتوشي ناكاموتو (Satoshi Nakamoto).
تستخدم تقنية Blockchain بشكل مكثف وظائف التجزئة وعمليات التشفير والأساليب والعمليات التي كانت موجودة وتم استخدامها لعقود من الزمن قبل إطلاق Bitcoin. ومن المثير للاهتمام معرفة أن الهيكل الحالي لبلوكشين تم استخدامه في أوائل التسعينيات لوضع طابع زمني على المستندات بحيث تختفي إمكانية التحرير والتلاعب بها. وقد وفر هذا الهيكل، مع القليل من التطوير والتحسين، الأساس لميلاد العملة الرقمية الأكثر نجاحًا، البيتكوين.
كيف تتم المعاملات في البلوكشين؟
كمثال، لكي تدفع لوسام مبلغًا معينًا عن طريق التحويل المصرفي، يجب على إسراء إخبار البنك. لتبسيط الحالة، افترض أن كلا من المرسل والمتلقي لديهم حسابات في نفس البنك. قبل تحديث قاعدة البيانات وإجراء المعاملة، يقوم البنك بفحص رصيد أليس للتأكد من إمكانية التحويل. تتضمن المعاملة سحب 100 دولارًا من حساب إسراء وإيداع 100 دولارًا في حساب وسام.
لا يمكن مقارنة هذه التقنية بكيفية تداول العملة الرقمية على منصة شبكة بلوكشين. على أية حال، تعمل تقنية blockchain بشكل مشابه لقواعد البيانات. والفرق الرئيسي هنا هو عدم وجود هيئة مركزية للتأكد من رصيد المرسل ومن ثم تحديث أرصدة الطرفين بعد التحويل. ونتيجة لذلك، يجب أن تمر كل عقدة بهذه العملية.
تخيل أن إسراء تريد نقل 7 عملات بيتكوين إلى وسام. يتواصل مع الشبكة عن طريق بث رسالة. لا ينعكس التعديل على الفور في بلوكشين. على الرغم من تلقي الرسالة، يجب على العقد انتظار تنفيذ سلسلة من الأنشطة قبل تأكيد المعاملة.
تتلقى جميع العقد إشعارًا عند تنفيذ معاملة وإضافتها إلى البلوكشين، وتقوم بتحديث نسخة أجهزتها بأحدث تحديث. لم يعد بإمكان إسراء نقل نفس عملات البيتكوين ال 7 لوسام. وبعبارة أخرى، فهو غير قادر على استخدام عملاته الرقمية أكثر من مرة لأن الشبكة تدرك أنه استخدمها بالفعل في إحدى المعاملات.
لا يوجد اسم مستخدم وكلمة مرور هنا، وتشفير المفتاح العام (Public Key) هو طريقة إثبات الملكية. لتلقي 7 عملات بيتكوين من إسراء، يجب على وسام أولاً إنشاء مفتاح خاص (Pivate Key) لنفسه. هذا المفتاح عبارة عن مجموعة طويلة من الأرقام ولا يمكن لأحد تخمينها. لنفترض أن وسام شارك مفتاحه الخاص مع الآخرين أو كشف عنه عن غير قصد بسبب الإهمال. وفي هذه الحالة، سيتمكن مستخدمو الشبكة الآخرون من السيطرة على ممتلكاته واتخاذ القرارات بشأنها نيابةً عنه.
يعد استخراج المفتاح العام من المفتاح الخاص هو أفضل طريقة. ونظرًا لاستحالة إجراء هندسة عكسية للمفتاح العام للوصول إلى المفتاح الخاص في البلوكشين، فيمكن توفيره بسهولة للآخرين لتلقي الدفع. في معظم الأحيان، يقوم المستخدم بإجراء عمليات مثل التجزئة على المفتاح العام لإنشاء عنوان عام.
يقدم وسام خطابه العام إلى أليس لتلقي عملات البيتكوين. وهو الآن يعرف العنوان الذي يجب أن يرسل إليه الأموال الموجودة في الشبكة. تقوم إسراء بإنشاء توقيع رقمي باستخدام مفتاحها الخاص لإثبات أنها لا تحاول إرسال أموال لا تخصها. يمكن لأي شخص أخذ الرسالة الموقعة من هذا الشخص ومقارنتها بمفتاحه العام. بهذه الطريقة، يمكنك التأكد من حق إسراء في إرسال مبلغ معين إلى شخص آخر. بمعنى آخر، يتم إثبات ملكيته لعدد العملات التي يحاول إرسالها.
كيف يعمل البلوكشين؟
تستخدم تقنية Blockchain خوارزميات واستراتيجيات وإجراءات معينة. ورغم أن تفاصيل كل شبكة قد تختلف، إلا أن المبادئ العامة تظل كما هي وسنوضح فيما يلي.
كيف تتم إضافة الكتل إلى البلوكشين؟
اعتبارًا من الآن، نحن ندرك أن عقد الشبكة مترابطة وأن كل واحدة منها تحتوي على نسخة مكررة من blockchain أو قاعدة البيانات. يتبادلون المعلومات حول الكتل والمعاملات الجديدة مع بعضهم البعض. ومع ذلك، كيف تتم إضافة الكتل الجديدة إلى البلوكشين؟
لا يوجد مورد معين يخبر المستهلكين بما يجب عليهم فعله. نظرًا لأن كل عقدة لها نفس القوة، فإن تحديد العقدة المسؤولة عن إضافة كتلة جديدة يتطلب عملية عادلة. يجب أن يجعل هذا النظام من الصعب إيقاف الاحتيال مع مكافأة الأشخاص الذين يتصرفون بشرف. أي مستخدم عقلاني يريد كسب المال!
نظرًا لأنه يجوز لأي شخص مراقبة الشبكة والوصول إليها دون تصريح، فيجب أن يكون أي شخص قادرًا على إنشاء كتلة. ولضمان ذلك، تطلب البروتوكولات في كثير من الأحيان من المستخدمين تعريض ممتلكاتهم للخطر. سيتم منحهم تصريحًا للمشاركة في عملية إنشاء كتلة بلوكشين من خلال القيام بذلك. تتم مكافأة كل منهم إذا قام بإنشاء كتلة جديدة صالحة. داخل شبكة البيتكوين، تأخذ هذه الجائزة شكل العملة المشفرة كوسيلة للدفع. على سبيل المثال، في الوقت الحالي، يتم منح 6.25 بيتكوين لكل مكمل كتلة. تتبع كل شبكة نظام حوافز مميز.
ومن ناحية أخرى، سيتم تنبيه العقد الأخرى إذا تم اكتشاف كذب العقدة. سيؤدي هذا الخطأ إلى فقدان ما خاطر به المستخدم للحصول على إذن للمشاركة في عملية بناء الكتلة. نظرًا لأنها تمكن المشاركين في الشبكة من الاتفاق على الكتلة التالية التي سيتم إضافتها، يُشار إلى هذه العمليات أحيانًا باسم خوارزميات الإجماع.
التعدين أو الاستخراج (إثبات العمل)
يتم استخدام طريقة تعرف باسم إثبات العمل (PoW –> Proof Of Work) في التعدين. وهذا يتطلب تخصيص قوة المعالجة لنظام الكمبيوتر الخاص بك لمعالجة المشكلات الصعبة. يحدد بروتوكول الشبكة هذه المشاكل.
تجبر المشكلة المذكورة أعلاه المستخدم على تجزئة البيانات الإضافية في الكتلة بالإضافة إلى المعاملات. ومع ذلك، يجب أن تكون قيمة التجزئة أقل من قيمة محددة حتى يتم قبولها. يجب على القائمين بالتعدين، أو عقد الشبكة التي تضيف الكتل وتتلقى مكافآت نظير تعدينها، معالجة البيانات التي تم تغييرها قليلاً حتى يصلوا إلى استجابة مرضية لأنه من المستحيل التنبؤ بالمخرجات. الاعتراف بالتجزئة
يعد تعدين العملات المشفرة عن طريق تجزئة البيانات بشكل مستمر نشاطًا مكلفًا (من حيث قوة المعالجة المطلوبة). إن رأس المال المعرض للخطر في سلاسل الكتل التي تستخدم خوارزمية إثبات العمل (PoW) هو التكلفة العالية لشراء أجهزة كمبيوتر قوية بالإضافة إلى تكلفة الكهرباء. ومن خلال دفع هذه التكلفة، فإنهم يعتزمون الحصول على مكافأة مقابل إنهاء كتلة وإضافتها إلى البلوكشين.
كما ذكرنا سابقًا، نادرًا ما يمكن عكس التجزئة. ومع ذلك، هل من الممكن فحصها؟ ستستخدم العقد الأخرى كتلة جديدة يرسلها عامل التعدين إلى الشبكة كمدخل لوظيفة التجزئة. للتحقق من صحة الكتلة وضمانها وفقًا للوائح البلوكشين، يجب على العقد تنفيذها مرة واحدة. لن يكون هناك تعويض لعامل التعدين إذا لم تنجح عملية التحقق. تكلفة استخدام الطاقة والقوة المطبقة على النظام لتشكيل كتلة لا تذكر في هذه الحالة!
أول blockchain يستخدم خوارزمية إثبات العمل هو Bitcoin. بعد ذلك، كانت هذه الطريقة بمثابة الأساس للعديد من سلاسل الكتل الأخرى.
مزايا إثبات العمل (PoW)
- إجابة ناضجة ومرتجعة: حتى الآن، يعتبر إثبات العمل أكثر خوارزميات الإجماع نضجًا، وقد تم توفير أمان شبكات بقيمة عدة مئات من مليارات الدولارات باستخدامها.
- لا حاجة للحصول على إذن: يمكن لأي مستخدم الاشتراك في مسابقة التعدين (والفوز بجائزة).
- اللامركزية: يتنافس القائمون بالتعدين مع بعضهم البعض لإنشاء كتل جديدة، لذلك لا يتم التحكم في قوة التجزئة أبدًا من قبل كيان مركزي محدد.
عيوب إثبات العمل (PoW)
- الإسراف في استهلاك الموارد: فالتعدين عملية مكلفة للغاية؛ يجب عليك شراء أنظمة كمبيوتر قوية ومكلفة للغاية وتضع عليها الكثير من ضغوط المعالجة. لا ينبغي تجاهل التكلفة العالية جدًا للكهرباء أثناء الاستخراج.
- زيادة حواجز الدخول: مع زيادة عدد مستخدمي الشبكة، يزيد البروتوكول من صعوبة حل المشكلات. ونتيجة لذلك، يجب على كل عقدة ترقية نظامها عن طريق شراء وحدات معالجة الرسومات الأكثر تكلفة لتظل قادرة على المنافسة.
- هجوم بنسبة 51%: على الرغم من الطبيعة اللامركزية للشبكة، لا تزال هناك فرصة للقائم بالتعدين للحصول على المزيد من قوة التجزئة في هجوم بنسبة 51%. إذا حدث هذا، فستتمكن عقدة التعدين من إلغاء المعاملات والتشكيك في أمان blockchain.
التوقيع المساحي (إثبات الحصة)
إن الأموال التي يتم إنفاقها على تعدين أجهزة الكمبيوتر والطاقة هي ما يشجع المستخدمين في الأنظمة القائمة على آلية إثبات العمل (PoW) على الأداء المشرف. إذا لم يتم تعدين الكتل بدقة، فلن يكون هناك عائد على الاستثمار ولا تعويض.
لا توجد تكلفة خارجية مرتبطة بتقنية إثبات الحصة (PoS –> Proof Of Stake). هنا، يكون مقدمو (أو المزورون) للكتل هم المدققون، وليس عمال المناجم. لإنشاء كتل جديدة، لا يزال بإمكان المستخدمين استخدام جهاز كمبيوتر قياسي، ولكن إثبات الحصة يتطلب أيضًا المخاطرة بكمية كبيرة من أصولهم. سيتم استخدام كمية محددة من العملات المشفرة المستندة إلى blockchain في عملية تخزين العملات المشفرة، وهو الأمر الذي يصبح أكثر صعوبة بسبب اللوائح التي تحكم كل بروتوكول.
على الرغم من وجود اختلافات بين عمليات التنفيذ، إلا أن البروتوكول يختار أداة التحقق بشكل عشوائي للإعلان عن الكتلة التالية عندما يراهن على أصوله. ستكون هناك جائزة إذا تم كل شيء بنجاح. ومع ذلك، قد يتفق عدد قليل من المدققين على الكتلة التالية. وفي هذه الحالة سيتم توزيع المكافأة على أساس نسبة كل فرد معرض للخطر.
تستخدم غالبية شبكات blockchain DPoS (إثبات الحصة المفوض)، مع عدد قليل جدًا يستخدم PoS خالصًا. يُدلي المستخدمون بأصواتهم لعقد التحقق من صحة كتلة الشبكة هنا. تجدر الإشارة إلى أن Ethereum هي سلسلة الكتل الرائدة في مجال العقود الذكية وأنها ستنتقل قريبًا من إثبات العمل (PoW) إلى إثبات الحصة (PoS) مع إصدار Ethereum 2.0. تعد عملة الإثيريوم ثاني أكبر عملة رقمية وأكثرها شهرة والأكثر استخدامًا في العالم، بعد البيتكوين.
مزايا (PoS)
- صديقة للبيئة: بالمقارنة مع التعدين القائم على إثبات العمل (PoW)، فإن تأثير الكربون الناتج عن اعتماد إثبات الحصة (PoS) يكون ضئيلًا للغاية. سيؤدي التوقيع المساحي إلى إلغاء الحاجة إلى عمليات التجزئة الشاقة، والتي تستهلك الكثير من الطاقة بشكل لا يصدق؛ يستخدم إثبات العمل (PoW) الكثير من الكهرباء!
- زيادة سرعة المعاملات: نظرًا لعدم الحاجة إلى إنفاق طاقة المعالجة لحل الألغاز الإلزامية التي يحددها البروتوكول، يعتقد مؤيدو حل PoS أن هذه المشكلة ستؤدي إلى زيادة سرعة المعاملات.
- مكافآت التوقيع وأسعار الفائدة: يحصل أصحاب الرمز المميز بدلاً من القائمين بالتعدين على فوائد للحفاظ على أمان الشبكة في شبكات blockchain التي تستخدم طريقة إثبات الحصة. ومن خلال قفل جميع أصولهم أو جزء منها – أي دون استخدامها فعليًا – قد يولد مستخدمو بعض البروتوكولات دخلاً سلبيًا. بهذه الطريقة، لن تضطر إلى الدفع مقابل شراء الطاقة أو الأجهزة – فقد تكسب حوافز بمجرد شراء عملة معدنية.
عيوب (PoS)
- لم يتم اختباره نسبيًا: إن التاريخ الطويل لإثبات العمل (PoW) واستخدامه في شبكات البلوكشين الضخمة مثل Bitcoin هما من فوائده الرئيسية. ومع ذلك، نظرًا لأن بروتوكولات PoS لم تخضع بعد لاختبارات مكثفة، فمن المحتمل أنه لم يتم تحديد العيوب ونقاط الضعف بعد.
- حكم الأثرياء: هناك مخاوف بشأن إمكانية إنشاء نظام بيئي يزيد من ثروة الأغنياء الحاليين من خلال إثبات الحصة (PoS)؛ كلما زاد رأس المال الذي يمتلكه الشخص على شكل عملة مشفرة، زادت المكافآت التي سيحصل عليها.
- عدم مخاطرة المستخدمين: لا يجوز للمستخدم أن ينفق إلا على سلسلة واحدة (Blockchain) كدليل على العمل. إنهم يمنحون قوة المعالجة لنظامهم للشبكة التي يعتقدون أن لديها أفضل فرصة للنجاح وتحقيق الربح. في حالة حدوث شوكة صلبة (كما هو الحال عندما انقسمت بيتكوين لتصبح بيتكوين كاش)، فلن تتمكن من العمل على عدة شبكات بنفس القدر من قوة التجزئة. في غضون ذلك، يمكن لمدققي إثبات الحصة (PoS) العمل مقابل القليل جدًا من المال عبر العديد من سلاسل الكتل. ونتيجة لذلك، هناك فرصة أكبر للعديد من القضايا الاقتصادية.
خوارزميات الإجماع الأخرى
على الرغم من أن PoS وPoW هما خوارزميات الإجماع الأكثر استخدامًا، إلا أن هناك خيارات أخرى. تكون بعض الخوارزميات هجينة، وتجمع بين جوانب من الطريقتين المذكورتين سابقًا. وبعضها متميز تماما عن الآخرين. وعلى سبيل التوضيح يمكن ذكر ما يلي:
- Delayed Proof of Work
- Leased Proof of Stake Consensus
- Proof of Authority أو إثبات الائتمان
- Proof of Burn أو إثبات حرق
ما هي شوكة البلوكشين؟
لحل المشاكل الحالية، يجب تحديث blockchain، تمامًا مثل أي برنامج آخر. وعلى الجانب الآخر، سيتعين علينا إضافة قدرات جديدة أو حذف القدرات القديمة مع مرور الوقت وظهور متطلبات جديدة. من الناحية النظرية، قد يقترح أي شخص ترقية لبرنامج إدارة الشبكة لأن غالبية تطبيقات البلوكشين مفتوحة المصدر.
تذكر أن بلوك تشين هي شبكات لا مركزية. يجب أن تكون العديد من العقد قادرة على الاتصال بالبرنامج الذي تمت ترقيته واستخدامه عند إصداره عالميًا. ولكن ماذا يحدث إذا رفض مستخدمو الشبكة الترقية؟ تذكر أنه لا توجد معلومات متاحة عن قيام شركة واحدة باتخاذ الاختيارات بناءً على تدفق معين. عندما يكون لدى أعضاء الشبكة خلافات من هذا النوع، تتشكل الشوكات الناعمة والشوكات الصلبة.
شوكة ناعمة
إذا تم قبول التحديث على نطاق واسع، فإن المشكلة ليست معقدة للغاية. في هذه الحالة، يتم استخدام تحديث متوافق مع الإصدارات السابقة لترقية البرنامج. وبالتالي فإن العقد التي تحصل على الإصدار المحدث ستكون قادرة على التواصل مع العقد غير المحدثة بنفس الطريقة. في الواقع، يتعين على كل مشارك في الشبكة أن يقوم بتحديث نفسه باستمرار. ونحن نشير إلى هذا الوضع باعتباره شوكة ناعمة.
شوكة صلبة
تحتوي الشوكة الصلبة على تعقيد إضافي. لا يمكن أن تعمل القواعد الجديدة مع القواعد القديمة بمجرد تفعيل الترقية. وبالتالي، لن تتمكن العقدة التي تم تحديثها بواسطة القواعد الجديدة من الاتصال بالعقدة التي تم تحديثها وفقًا للقواعد السابقة. ونتيجة لذلك، يتم تقسيم blockchain إلى نصفين. يتم تطبيق القواعد الجديدة في قسم واحد بينما يتم تشغيل البرنامج القديم في قسم آخر.
لدينا بشكل أساسي شبكتان تعملان على بروتوكولات منفصلة في وقت واحد بعد الانقسام الكلي. تذكر أنه سيتم تكرار أرصدة وحدة blockchain الأصلية (العملة) من الشبكة السابقة في لحظة الانقسام. ستتمكن بالتالي من الوصول إلى نفس الرصيد في السلسلة الجديدة إذا كان لديك واحد في السلسلة القديمة في لحظة الشوكة.
شرح أهم 4 أنواع من تقنية Blockchain
لدى Blockchain شبكات مختلفة، بما في ذلك بلوكتشين العامة والخاصة والكونسورتيوم والهجينة. في ما يلي، سوف ندرس أنواع البلوكشين وميزاتها.
1. البلوكشين العام (Public Blockchain)
البلوكشين العام هو نوع من تقنية البلوكشين التي تعتمد على مفهوم اللامركزية والشفافية، حيث يمكن لأي شخص الانضمام إلى الشبكة والمشاركة في عملياتها دون الحاجة إلى إذن مسبق. يتميز Public Blockchain بكونه مفتوح المصدر ومتاح للجميع، مما يضمن نزاهة وأمان عمليات تسجيل البيانات. بالإضافة إلى ذلك، يتميز هذا النوع من البلوكشين بتوفير نظام محفز يشجع المشاركين على توفير القوة الحاسوبية اللازمة لتأمين الشبكة وتأكيد الصفقات.
مثال على البلوكشين العام هو بيتكوين، الذي يعتبر أول عملة رقمية مشفرة تستخدم التقنية البلوكشين. يتيح بيتكوين لأي شخص في أي مكان في العالم إجراء المعاملات المالية بشكل آمن وفعال دون الحاجة إلى وسيط مالي مركزي. يعتمد بيتكوين على شبكة متوزعة من المشاركين، يعملون معاً لتأكيد الصفقات وإنشاء كتل جديدة تضاف إلى سلسلة الكتل، وهو ما يجعلها نموذجاً مثالياً للبلوكشين العام.
2. البلوكشين الخاص (Private Blockchain)
البلوكشين الخاص يتم استخدامه في الشركات أو المؤسسات لغرض محدد، حيث يكون الوصول إلى الشبكة مقتصراً على عدد محدود من المشاركين المعتمدين. يتميز البلوكشين الخاص بالخصوصية والأمان، حيث يمكن للشركات السيطرة على البيانات والعمليات بشكل أكبر مقارنة بالبلوكشين العام.
تعتمد فكرة Private Blockchain على إنشاء شبكة داخلية تكون مقتصرة على عدد محدود من المشاركين، ويتم تحديد صلاحيات الوصول والمشاركة فيها بواسطة الإدارة أو الهيئة المختصة. يتم استخدام البلوكشين الخاص عادة في الصناعات التي تتطلب مستويات عالية من الخصوصية مثل الخدمات المالية والرعاية الصحية والحكومية.
مثال على البلوكشين الخاص هو Hyperledger Fabric، وهو إطار عمل مفتوح المصدر تم تطويره لدعم تطبيقات البلوكشين الخاصة التي تعمل داخل المؤسسات والشركات. يوفر Hyperledger Fabric ميزات مثل التعريف المرن للأذونات والخصوصية، مما يجعله مثالياً للاستخدام في بيئات الأعمال ذات الخصوصية المرتفعة.
3. البلوكشين الهجين (Hybrid Blockchain)
البلوكشين الهجين يجمع بين ميزات البلوكشين العام والبلوكشين الخاص. يهدف البلوكشين الهجين إلى توفير توازن بين الشفافية والخصوصية، حيث يمكن أن يكون هناك جزء من الشبكة متاح للجميع مثل البلوكشين العام، بينما يكون هناك جزء آخر مقتصر على مجموعة محددة من المشاركين كالبلوكشين الخاص.
يمكن أن يكون Hybrid Blockchain مفيداً في العديد من السيناريوهات، مثل الصناعات التي تتطلب مستويات مختلفة من الخصوصية والشفافية. على سبيل المثال، يمكن استخدام البلوكشين الهجين في القطاع المالي لتبادل المعلومات بين البنوك بطريقة مؤمنة وفعالة، مع الحفاظ على سرية بعض البيانات التجارية الحساسة.
مثال على البلوكشين الهجين هو Dragonchain، وهو بلوكشين هجين مصمم للاستخدام في التطبيقات الرجعية والشركات. يوفر Dragonchain مرونة في تكوين الأمان والخصوصية، مما يجعله مثالياً للاستخدام في سيناريوهات الأعمال التي تتطلب توازناً بين الشفافية والخصوصية.
4. كونسورتيوم بلوكتشين (Consortium Blockchain)
والمعروفة أيضًا باسم blockchain المتحد، فإن شبكة الكونسورتيوم هي نوع من blockchain الهجين، ولكن مع وجود منظمات متعددة مسؤولة عن نظامها البيئي شبه المغلق بدلاً من منظمة واحدة فقط. وهذا يمنح الشبكة درجة أكبر من اللامركزية مع الاحتفاظ بمزايا كل من سلاسل الكتل الخاصة والعامة.
يعني هذا أن المشاركين في الشبكة يحتاجون إلى الحصول على إذن قبل أن يكونوا قادرين على المشاركة في العمليات المختلفة مثل تأكيد الصفقات وإضافة البيانات إلى السلسلة الرئيسية. يتيح كونسورتيوم Blockchain للمؤسسات والشركات تحكماً أكبر في هياكل الشبكة وتنظيم المشاركة، كما يسمح بتنفيذ سياسات الأمان والخصوصية بشكل أكثر دقة.
يمكن استخدام كونسورتيوم Blockchain في مجموعة متنوعة من الصناعات مثل الخدمات المالية، والرعاية الصحية، والحكومة، حيث تكون الأمان والخصوصية مهمة للغاية. على سبيل المثال، يمكن استخدام البلوكشين المصرح به في البنوك لتبادل المعلومات بين الفروع والشركاء بطريقة آمنة وموثوقة دون المساس بالخصوصية والأمان.
مثال على شبكات اتحاد سلسلة الكتل هو Corda، وهو إطار عمل للبلوكشين المصمم خصيصاً للاستخدام في الشركات والمؤسسات المالية. يوفر Corda بنية تحتية مصرح بها تسمح بتبادل البيانات والصفقات بين الأطراف بطريقة آمنة وموثوقة مع الحفاظ على الخصوصية والأمان.
ماذا تعني النهاية في Blockchain؟
في سياق التكنولوجيا المتفاعلة بالبلوكشين، “النهاية” تشير إلى نهاية سلسلة الكتل أو السلسلة البلوكية. عندما يتم إنشاء كتلة جديدة في البلوكشين، فإنها ترتبط بالكتلة السابقة من خلال عملية تسمى بالتشفير الهجين، وهذا يخلق سلسلة غير قابلة للتلاعب من البيانات. عندما يتم إضافة كتلة جديدة إلى السلسلة، فإن الكتلة السابقة تصبح “نهاية” السلسلة، وهي لا تتغير بعد ذلك، مما يضمن أمان البيانات التي تم تخزينها في السلسلة.
أنواع النهاية (Finality) في البلوكشين
قد يتم إكمال المعاملات بطريقة احتمالية أو اقتصادية أو فورية أو غير مشروطة أو على مستوى blockchain. سننظر في كل فئة من فئات النهاية هذه بمزيد من التفاصيل أدناه. يصف كل واحد مستوى اليقين وعدم إمكانية الرجوع عن المعاملات والكتل.
نهائي محتمل
في معظم أنظمة blockchain، وخاصة في الشبكات التي تستخدم آليات إثبات العمل مثل Bitcoin، تكون النهاية والنهائية ممكنة. في هذا النموذج، من خلال إضافة كتل لاحقة إلى السلسلة بعد الكتلة التي تم وضع المعاملة المؤكدة فيها، فإن احتمالية عكسها ستنخفض بشكل كبير.
النهاية الاقتصادية
ترتبط النهاية الاقتصادية عادةً بأنظمة إثبات المصلحة. وفي هذه الحالة، تعتبر الصفقة مبرمة من الناحية الاقتصادية إذا لم يكن هناك أساس مالي للعودة إليها. يجب على جهات التحقق، أو عقد التحقق، حصة بعض العملة الرقمية الأصلية للشبكة كضمان للمشاركة في عملية إثبات الحصة (PoS). والآن، يواجه هؤلاء الأفراد خطر مصادرة مبلغ التأمين الخاص بهم إذا سمحوا بإجراء معاملة احتيالية. وبالتالي، فإن النشاط الضار في blockchain ليس له ما يبرره من منظور اقتصادي.
نهائية فورية
تعد عملة الريبل (Ripple) أحد الأمثلة على الإنهاء الفوري، حيث يتم تأكيد كل معاملة مسجلة في دفتر الأستاذ الخاص بها ولا يمكن الرجوع عنها بمجرد الانتهاء منها. في هذه الشبكة، هناك 150 مدققًا مسؤولين عن التحقق من صحة المعاملات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لهؤلاء الأشخاص الحصول على مكان بين 35 شخصًا في قائمة العقد الفريدة لـ Ripple.
نهائية غير مشروطة
في هذا النموذج، بعد الموافقة على المعاملة، تعتبر منتهية “بالكامل” و”دون قيد أو شرط”. ولذلك، ليس من الممكن تغيير المعاملات في الشبكة ذات الصلة تحت أي ظرف من الظروف. وبطبيعة الحال، فإن تحقيق النهاية غير المشروطة أمر صعب للغاية ويتطلب درجة عالية من المركزية أو أسلوب إجماع فريد.
حسم الوضع
في بعض الأنظمة، يشير الانتهاء إلى الحالة العامة لـ blockchain بدلاً من المعاملات نفسها. في هذه الحالة، لا يمكن التلاعب أو استعادة انتقال الحالة (انتقال الحالة – تغيير في حالة الشبكة) مثل معاملة أو تنفيذ عقد ذكي (Smart Contract) بعد اكتماله. بالنسبة لتطبيقات مثل العقود الذكية، حيث تكون دقة الموقف العام أمرًا بالغ الأهمية، سيكون تحقيق نهائية الموقف ضروريًا أيضًا.
لماذا يعتبر وضع اللمسات النهائية مهمًا في blockchain؟
تضمن النهاية عدم إمكانية تغيير المعاملة أو عكسها بعد تأكيدها وتغرس قدرًا كبيرًا من الأمان والثقة في النظام. وبالتالي، فإن وظيفة الإنهاء تتجنب مشكلة الإنفاق المزدوج أو العملية التي يمكن من خلالها إنفاق الأصل الرقمي مرتين، من خلال التحقق من شرعية المعاملة وتسجيلها في blockchain.
عندما يقوم شخص ما بإعطاء وحدة بيتكوين واحدة إلى مستلمين مختلفين في معاملتين معتمدتين، على سبيل المثال، يعتبر ذلك إنفاقًا مزدوجًا. وقد تم منع هذا الآن من خلال وعد blockchain بالنهائية؛ عند تأكيد المعاملة وتسجيلها في blockchain، يعتبر الأصل الرقمي المرتبط به “منفقًا” ولم يعد متاحًا للاستخدام في المعاملات اللاحقة.
عنصر حاسم آخر في العقود الذكية هو النهاية. وبما أن شروط الاتفاقيات بين البائع والمشتري مدرجة مباشرة في العقود الذكية، فسيتم تنفيذ رموزها تلقائيًا. ويضمن وضع اللمسات النهائية الآن أن هذه العقود نهائية ولا رجعة فيها.
علاوة على ذلك، تعتمد التطبيقات اللامركزية (DApps) على فكرة الانتهاء لضمان موثوقية وأمن عملياتها. تضمن النهاية أن الاختيارات والإجراءات المتخذة في هذه التطبيقات غير قابلة للإلغاء وغير قابلة للتغيير. علاوة على ذلك، من خلال إكمال المعاملات، تعمل تقنية blockchain على تعزيز الثقة بين المستخدمين والمشاركين الآخرين في الشبكة. ولذلك، فإن ثقة المستخدمين بالنظام تتعزز بمعرفة أن المعاملات لا رجعة فيها.
تحديات تحقيق النهاية في بلوكشين
تعد المشكلات مثل التفرع وتأخير الشبكة ونقاط الضعف في العقود الذكية وهجوم 51٪ كلها عقبات أمام تحقيق نهائية المعاملات في البلوكشين.
يتم إنتاج نسخ مختلفة من سجل المعاملات عندما تنقسم بلوكشين إلى مسارات أو شوكات متعددة. يتم حاليًا اختبار عملية الإجماع في السلسلة (السلاسل) الجديدة بناءً على هذا الاختلاف، مما يجعل من الصعب تحديد الإصدار الشرعي ويؤخر في النهاية تحقيق النهاية. على سبيل المثال، قد تؤدي الخلافات حول ترقيات البروتوكول بين مطوري العملات المشفرة أو أعضاء المجتمع إلى الانقسامات الصعبة التي ناقشناها سابقًا. حاليًا، قد تستمر مجموعات مختلفة في دعم blockchain حتى يتم حل المشكلة، مما قد يمنع حدوث اللمسات النهائية.
هناك مشكلة أخرى تواجهها Finality وهي زمن استجابة الشبكة أو التأخير في نقل البيانات بين العقد. بسبب الاضطرابات في تدفق البيانات المتعلقة بالمعاملات عبر الشبكة، قد يؤدي بطء الاتصال إلى حدوث أخطاء في تسلسل المعاملات والتحقق من صحتها.
علاوة على ذلك، قد تؤدي نقاط الضعف في العقود الذكية إلى سلوك غير منتظم وتوفر للخصوم القدرة على الاستفادة من نقاط الضعف وعكس المعاملات. في شبكة إثبات العمل، يمكن لأي كيان يمتلك أكثر من 50% من قوة التعدين تغيير تاريخ البلوكشين والتراجع عن المعاملات. هذه القضايا تهدد الأمن والنهائية.
ونظرًا لهذه المخاوف، فإن سلامة بلوكشين معرضة للخطر، ويتعرض المطورون لضغوط متزايدة لتبني خوارزميات إجماع قوية وبروتوكولات بلوك تشين ناجحة لتقليل الانقسام والتأخير وضمان إتمام المعاملات في الوقت المناسب وبشكل آمن.
تقنيات وخوارزميات الإجماع لتحسين النهاية
يعد استخدام فترات تأكيد أطول – والتي تتطلب المزيد من التأكيدات قبل اعتبار المعاملة نهائية – إحدى الطرق لزيادة الدقة في البلوكشين. في هذه الحالة، هناك ارتفاع كبير في احتمالية أن تكون المعاملة التي تم التحقق من صحتها مشروعة ولا رجعة فيها مع تزايد وقت التوصل إلى توافق في الآراء.
علاوة على ذلك، من خلال إنشاء إجماع أوسع، فإن اعتماد آليات التحقق المتعددة، التي تعتمد على عدة عقد أو أدوات التحقق من المعاملات، يضيف طبقة ثانية من الأمان إلى الشبكة ويقلل من احتمالية حدوث أخطاء أو هجمات ضارة. لقد تحولت الصناعة إلى خوارزميات توافقية جديدة مثل HoneyBadgerBFT، وإثبات الحصة المفوضة (DPoS)، وPure PoS من شبكة Algorand.
من خلال الجمع بين بروتوكول الإجماع البيزنطي وإثبات الحصة، تسمح آلية الإجماع الخاصة بشبكة Algorand بإتمام المعاملات بشكل أسرع ولا رجعة فيه. من خلال تنفيذ نظام قائم على السمعة، تعمل آلية DPoS على تعزيز فعالية الشبكة ونهائيتها من خلال التحقق من صحة المعاملات نيابة عن الآخرين في مجموعات صغيرة من الأشخاص الجديرين بالثقة. من خلال التوصل إلى إجماع بيزنطي غير متزامن حتى في مواجهة العقد المعادية أو تأخيرات الشبكة، تعمل طريقة Honeybadger BFT على تعزيز النهاية والأمن.
الاتجاهات والتطورات المستقبلية في تحقيق الانتهاء بشكل أسرع وأكثر موثوقية
أحد التطورات الأخيرة في هذا المجال هو ظهور نماذج الإجماع الهجين والمزدوج. تجمع هذه التقنيات بين فوائد العديد من خوارزميات الإجماع لتوسيع قابلية التوسع وتحسين الأداء والحفاظ على الأمان الجيد. ونظرًا لأن أساليب إثبات الملكية تحتاج إلى طاقة أقل بكثير من تقنيات إثبات العمل، فإن العديد من الفرق تستكشف الآن مجموعات مختلفة من هذه الأنماط مع بعضها البعض.
بالإضافة إلى ذلك، أصبح المطورون مهتمين أكثر فأكثر بالتقنيات المتطورة مثل التجزئة وتقنيات التشفير المتطورة مثل إثبات المعرفة الصفرية. تسمح إثباتات المعرفة الصفرية بتأكيد المعاملات دون الكشف عن المعلومات الشخصية، مما يزيد من السرعة والخصوصية. هناك أسلوب آخر لإدارة أجزاء البلوكتشين الأصغر والأكثر قابلية للإدارة وهو التقسيم، مما يقلل من عبء الحوسبة على العقد ويسرع معالجة المعاملات.
هناك مشكلة أخرى قد تجعل طرق التشفير الحالية قديمة الطراز، وهي ظهور أجهزة الكمبيوتر الكمومية، الأمر الذي من شأنه أن يزيد من ضرورة إنشاء خوارزميات يمكنها تحمل هذه الآلات. ولهذا السبب، تبحث شبكات blockchain أيضًا عن طرق مناسبة لمقاومة الهجمات من أجهزة الكمبيوتر الكمومية مع الحفاظ على أمان المعاملات ونهائيتها.
الموضوع التالي هو قابلية التشغيل البيني لمختلف سلاسل الكتل. يمكن إنجاز معاملات الشبكة عالية السرعة وخالية من المتاعب باستخدام بروتوكولات مثل Polkadat (DOT) وCosmas (ATOM). يعمل التفاعل بين الطرفين على تحسين الفعالية الشاملة لتقنيات blockchain ويسهل إكمالها بشكل أسرع وأكثر موثوقية.
ما مدى قابلية Blockchain للتوسع؟
هنا، تشير كلمة “قابل للتوسع” إلى قدرة النظام على التكيف مع المتطلبات عند ظهورها. في حين توفر الشبكات القائمة على البلوكشين العديد من المزايا مقارنة بالشبكات التقليدية والمركزية، مثل الثبات، ومقاومة الرقابة، واللامركزية، فإن هذه الفوائد لم تكن مجانية.
تتمتع قاعدة البيانات المركزية بسرعة وقدرة أكبر بكثير من قاعدة البيانات اللامركزية. التفسير بسيط: عدد لا يحصى من عقد الشبكة المنتشرة حول العالم لا تحتاج إلى تحديث نسخها من قاعدة البيانات للحفاظ على التزامن بمجرد إجراء التعديلات على المحتويات. يختلف السيناريو تمامًا مع تقنية بلوكشين، والعكس صحيح. لهذا السبب، يُنظر إلى عدم كفاية قابلية التوسع على أنها نقطة الضعف الأساسية في البلوكشين منذ بداية التكنولوجيا.
لقد تم طرح أساليب مختلفة ووضعها موضع التنفيذ حتى الآن لتقليل الآثار الضارة التي تحدثها الخصائص الجوهرية لـ blockchain على أداء الشبكة. ومع ذلك، لا توجد عملية محددة جيدًا لتحسين البلوكشين بشكل كبير في الوقت الحالي. ونتوقع أن يقدم المطورون المزيد من التوصيات وأن يتم اختيار أفضلها وتنفيذها مع قدر كبير من التجربة والخطأ.
على نطاق أوسع، يعد موضوع قابلية التوسع أمرًا أساسيًا: هل من الأفضل تمكين المعاملات من الحدوث خارج السلسلة (التوسع خارج السلسلة) أو تعزيز أداء بلوك تشين (التوسع داخل السلسلة) من خلال تحسينات الأداء؟
يمكن العثور على فوائد كلتا الاستراتيجيتين من خلال الفحص الدقيق. تم تحسين تخزين البيانات على مستوى الكتلة وتقليل أحجام المعاملات من خلال قابلية التوسع داخل الشبكة. ومع ذلك، توفر الحلول خارج السلسلة خيار إجراء المعاملات خارج البلوكتشين ثم إضافتها إلى دفتر الأستاذ لاحقًا. تعد قنوات الدفع والسلاسل الجانبية خيارين شائعين خارج الشبكة.
لماذا تحتاج البلوكشين إلى قابلية التوسع؟
للتنافس مع الحلول المركزية، تحتاج الأنظمة القائمة على بلوك شين إلى نفس القدرة التشغيلية على الأقل. خذ بعين الاعتبار العملة المشفرة بيتكوين. هناك سبع معاملات فقط يتم إجراؤها كل ثانية في أكبر شبكة بيتكوين في العالم. وفي الأنظمة المالية المركزية يصل هذا إلى حوالي ستة عشر ألف معاملة في الثانية! وفي الوقت نفسه، فإن الأداء المتفوق لـ Blockchain على الحلول التقليدية سيحدد ما إذا كان سيتم تشجيع المطورين على تثبيت منصاتهم وتطبيقاتهم عليها أم لا.
ولهذا السبب، يجب أن تعمل سلاسل الكتل بشكل أسرع وأن يكون من السهل على المطورين والمستهلكين الوصول إليها، ناهيك عن أنها أقل تكلفة بالنسبة للأنظمة التي تعمل عليها. وبالنظر إلى الميزات الأساسية لتكنولوجيا البلوكشين التي تناولناها للتو، فإن تحقيق هذا الهدف ليس عملية بسيطة.
تطبيقات البلوكشين
تتمتع Blockchain Technology بالعديد من الإمكانيات، ويعد نقل الأصول واحدًا منها فقط. تم خلال السنوات الماضية طرح العديد من الأفكار المتنوعة في مجال البلوكشين، مما زاد من قابلية تطبيق هذه التقنية أكثر من ذي قبل. وفي ما يلي سوف نتعرف على بعض تطبيقات تقنية البلوكتشين.
صناعة الألعاب
أحد أكبر قطاعات الترفيه في العالم في الوقت الحاضر هو قطاع ألعاب الفيديو والكمبيوتر. يمكن أن تكون Blockchain مفيدة جدًا في هذا القطاع. عادةً ما يكون لدى اللاعبين سيطرة قليلة على المحتوى الذي يستخدمونه، ويتم تحديد استخدامهم وفقًا لتفضيلات المبدعين وأهوائهم واهتماماتهم. تحتاج غالبية الألعاب عبر الإنترنت إلى التزام المستخدمين بالقيود التي وضعها المنتجون والاعتماد على مساحة الخادم الخاصة بهم. ومع ذلك، فإن الملكية اللامركزية والإدارة والصيانة للألعاب عبر الإنترنت ستكون ممكنة بسبب استخدام تقنية البلوكشين.
تعد ندرة الأشياء بخلاف عناوين الألعاب إحدى المشكلات. وبالتالي، ستضيع فرصة جني الأموال من الملكية الفكرية للشخصية ووجودها في الأسواق الثانوية. ومع ذلك، باستخدام نهج بلوكشين في إنشاء ألعاب الكمبيوتر، يمكن أن تصبح ألعاب العملة المشفرة أكثر استقرارًا بمرور الوقت، وستزداد أيضًا قيمة عمليات الشراء داخل التطبيق مثل النقد الافتراضي المقدم داخل اللعبة خارج اللعبة.
سلاسل التوريد
تعتبر سلاسل التوريد الفعالة هي جوهر العديد من الشركات الناجحة. إنهم يشاركون في نقل البضائع من المورد إلى المستهلك. يعد التنسيق بين العديد من أصحاب المصلحة في صناعة معينة أمرًا صعبًا باستخدام الطرق التقليدية. ومع ذلك، يمكن أن توفر البلوكشين مستوى جديدًا من الشفافية في العديد من الصناعات. إن النظام البيئي لسلسلة التوريد القابل للتشغيل البيني، والذي يدور حول قاعدة بيانات ثابتة، هو ما تحتاجه العديد من الصناعات لزيادة قوتها وموثوقيتها.
الهوية الرقمية
يجب أن يكون هناك حل سريع لإدارة الهوية الآمنة على الإنترنت. وبدون علمنا أو موافقتنا، يتم الاحتفاظ بجزء كبير من بياناتنا على خوادم مركزية ويتم فحصها بواسطة خوارزميات التعلم الآلي. يخدم هذا عدة وظائف، بما في ذلك الإعلانات المستهدفة بناءً على ملفات تعريف الاهتمامات الفردية.
تتيح سلاسل الكتل للمستخدمين التحكم في بياناتهم، مما يمكنهم من توفير الإذن لمشاركة أجزاء معينة منها مع أفراد أو شركات أخرى حسب الحاجة. قد يتم تحسين تجربتك عبر الإنترنت وجعلها أكثر سلاسة باستخدام هذا النوع من تقنيات التشفير، كل ذلك دون التضحية بخصوصيتك.
أنظمة الملفات الموزعة
تعتمد غالبية عمليات تخزين البيانات السحابية على الخوادم المركزية ومقدمي الخدمات. إنهم عرضة للغاية لفقدان البيانات والقرصنة والهجمات الإلكترونية. قد تنشأ مشكلات الوصول إلى المعلومات أحيانًا نتيجة للقيود والرقابة التي يفرضها الخادم.
من وجهة نظر المستخدم، تعمل حلول تخزين الملفات المستندة إلى بلوكشين بشكل مشابه للتقنيات الأخرى المستندة إلى السحابة؛ يمكنك بسهولة تحميل أي نوع من المواد والاحتفاظ بها هنا، بالإضافة إلى تنزيلها عند الضرورة. أما ما يحدث في الخلفية، بعيدًا عن أنظار المستهلكين، فهو مختلف تمامًا.
يتم نشر الملف الذي تقوم بنشره في منطقة blockchain وتكراره بين عدة عقد. في بعض الأحيان، يتم تخزين جزء من الملف على كل عقدة. وبعبارة أخرى، سيتم تقسيم ملفك إلى عدة أجزاء وتخزينه على عقد مختلفة. يؤدي هذا إلى إزالة احتمالية إساءة استخدام أجزاء غير قابلة للتفسير من بياناتك. يمكنك الوصول إلى الملف الأصلي مرة أخرى بعد تقديم كل عقدة مخزنة عليه استجابةً لطلبك ودمجها باستخدام خوارزميات معينة.
على غرار شبكات العملات المشفرة الخاصة بـ Bitcoin وEthereum، تفتقر هذه الشبكة إلى خادم إدارة مركزي وهي مكونة من أشخاص تبرعوا بمحركات الأقراص الثابتة الخاصة بهم وعرض النطاق الترددي المجاني للشبكة. ولإغرائهم بتخصيص الموارد، هناك حوافز مالية. في شبكة FileCoin، على سبيل المثال، تتم مكافأة المستخدمين برموز FIL والنقود. على العكس من ذلك، سيتم معاقبة العقدة لخرق القواعد وإهمال مواكبة بيانات الآخرين.
تشبه شبكة blockchain مثل هذه شبكة Bitcoin، باستثناء أن الهدف الأساسي للشبكة ليس تسهيل نقل القيمة النقدية. للاستفادة الكاملة من الميزات المتأصلة في البلوكشين، فإن الهدف هنا هو توفير بيئة تخزين ملفات فريدة بطريقة لا مركزية.
الحوكمة والمراقبة
يمكن للشبكات الموزعة إنشاء وتنفيذ رموز الكمبيوتر الخاصة بها للقواعد واللوائح. لذلك، ليس من غير المتوقع أن تمتلك البلوكشين القدرة على قلب العديد من أنظمة الحوكمة المحلية والوطنية والعالمية.
على العكس من ذلك، يمكن حل إحدى القضايا الأكثر إلحاحًا التي تواجه بيئات التطوير مفتوحة المصدر اليوم باستخدام blockchain: إن الافتقار إلى طريقة جديرة بالثقة لتخصيص التمويل يستلزم إصلاحًا فوريًا. تضمن حوكمة بلوكشين مشاركة الجميع في عملية صنع القرار وتعطي صورة واضحة عن القواعد التي يتم اتباعها.
انترنت الأشياء
إنترنت الأشياء (IoT) عبارة عن شبكة من الأجهزة الإلكترونية المتصلة بالإنترنت وتتبادل المعلومات. يتيح توصيل هذه الأجهزة بالإنترنت التحكم فيها وإدارتها باستخدام برامج مخصصة. على سبيل المثال، يمكنك الاتصال بنظام التبريد في منزلك باستخدام برنامج على هاتفك المحمول وبرمجته لجلب درجة الحرارة المحيطة إلى المستوى المطلوب قبل عودتك إلى المنزل.
يمكن أن تكون Blockchain خيارًا مناسبًا لتطوير البنية التحتية اللازمة لإدارة الأنظمة القائمة على إنترنت الأشياء. في الحالات التي يتم فيها إثارة مسألة الدفع والحاجة إلى إجراء معاملة أو تسجيل سجلات الدفع لاستخدام أنظمة إنترنت الأشياء، يمكن أن تساعد البلوكتشين هذه التكنولوجيا.
الأعمال الخيرية
كثيرًا ما يتم تقييد كيفية قيام المنظمات الخيرية بتلقي التبرعات. إن حقيقة صعوبة تحديد الوجهة النهائية للأموال المقدمة من الآخرين بدقة هي أحد الجوانب المحبطة لهذا الوضع. ولأنهم غير قادرين على مراقبة استخدام الأموال المقدمة للجمعيات الخيرية، فإن هذه المشكلة تدفع الكثير من الناس إلى التشكيك في صدق هذه الجماعات ورفض العمل معهم.
ستلعب البلوكشين والعملات الافتراضية دورًا رئيسيًا في حل المشكلة جزئيًا. يتم تحقيق مستويات عالية من الشفافية وتصبح المشاركة العالمية ممكنة من خلال الاعتماد على الميزات الجوهرية لـ blockchain (ضع في اعتبارك استخدام تحويلات blockchain). إن قدرة Blockchain على خفض تكاليف الشؤون الجارية ستوفر المزيد من الأموال للأعمال الخيرية. أحد الأمثلة البارزة لتطبيق بلوكشين في المساعي الخيرية هو مؤسسة Blockchain Charity Foundation.
الرعاية الصحية
يجب أن يكون لدى أي نظام رعاية صحية نظام متين لتخزين السجلات الطبية. تتعرض البيانات الحساسة للخطر عندما تتم معالجة التخزين بواسطة خوادم مركزية. تعد Blockchain منصة آمنة وشفافة ومثالية لحفظ السجلات الطبية.
تعمل الملفات المخزنة على بلوكشين المشفر على تحسين الخصوصية وتوفير مشاركة سريعة وبسيطة للمعلومات مع أي نظام رعاية صحية آخر. سوف تنتقل المعلومات بين أعضاء نظام الرعاية الصحية المفكك الحالي بسرعة أكبر بكثير إذا تمكنوا جميعًا من الوصول إلى قاعدة بيانات آمنة وعالمية.
تحويلات بلوكتشين
في ظل النظام المصرفي التقليدي اليوم، أصبح إرسال الأموال إلى الخارج أمرًا صعبًا. انخفضت الموثوقية وزادت الرسوم وأوقات التسوية بسبب وجود شبكة معقدة من الوسطاء. لا يمكن إكمال المعاملات بسرعة بسبب هذا. يمكن للأشخاص الذين يحتاجون إلى إرسال الأموال إلى الخارج والعيش في أي مكان في العالم استخدام هذا التفسير. ونظرًا للوسطاء الإضافيين المشاركين، فإن المدفوعات الدولية صعبة ومكلفة بالنسبة للعملاء الإيرانيين الخاضعين للعقوبات.
تعمل العملات المشفرة وسلسلة الكتل على تدمير النظام البيئي الذي يتكون من الوسطاء، كما أنها تمكن من تحويل الأموال بسرعة ورخيصة من أي جزء من العالم إلى آخر. على الرغم من أن تقنية blockchain قد ضحت بلا شك ببعض خصائصها المتأصلة الفريدة، إلا أن التكنولوجيا لا تزال تستخدم في العديد من المشاريع لتوفير معاملات سريعة ورخيصة.
فيما يتعلق بتحويلات العملات الرقمية القائمة على تقنية البلوكتشين، هناك اعتبار واحد مهم. يستخدم المستخدمون العملات المستقرة بدلاً من العملات المشفرة العادية لتحويل الأموال بسبب تقلب أسعارها. تخيل أن كل عملة بيتكوين تبلغ قيمتها 12000 دولار أمريكي في وقت توقيع العقد مع شخص آخر والموافقة على الدفع بالعملة الرقمية (مبلغ التحويل هو 12000 دولار أمريكي). ومع ذلك، بسبب التقلبات الشديدة في الأسعار التي تواجهها العملات المشفرة، انخفض سعر كل وحدة إلى 11000 دولار أثناء المعاملة! يعد شراء Tether واستخدامه لنقل التحويلات المالية هو الخيار الأفضل. العملات المستقرة، مثل Tether، محصنة ضد تقلبات الأسعار ولها دائمًا سعر ثابت قدره 1 دولار.
التمويل الجماعي مع Blockchain
على مدى السنوات العشر الماضية أو نحو ذلك، تم بناء اقتصادات الند للند (P2P) على منصات التمويل الجماعي عبر الإنترنت. تُظهر شعبية هذه المواقع الرغبة الحقيقية في إنشاء منتجات قائمة على التمويل الجماعي بين الأفراد في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك، هناك احتمال أن تحتفظ هذه المنصات بجزء كبير من الأموال التي يدفعها المستخدمون لأنفسهم في شكل رسوم لأنها تعمل كأوصياء على تلك الأصول.
ويُنظر إلى هذا على أنه نتيجة سلبية لوجود الوسطاء، وهو الأمر الذي ترفضه blockchain بشدة. على العكس من ذلك، كل واحد منهم لديه مجموعة من الإرشادات الخاصة به لمساعدة اللاعبين المختلفين على التوصل إلى تفاهم.
يتم تنظيم التمويل الجماعي الأكثر أمانًا تلقائيًا من خلال العقود الذكية، والتي تعد أحد مكونات تقنية blockchain. في هذه الحالة، يتم تعريف شروط الاتفاقيات على أنها رمز كمبيوتر.
تعد عروض العملات الأولية (ICOs) وعروض التبادل الأولية (IEOs) من التطبيقات التكنولوجية الأخرى التي يتم تناولها في مناقشات التمويل الجماعي. يشتري الأشخاص الرموز بهذه الطريقة أثناء البيع الأولي للعملة المشفرة مع توقع ازدهار الشبكة في المستقبل القريب أو البعيد وأن أموالهم ستزداد نتيجة لذلك.
طبقات من تكنولوجيا البلوكشين
Blockchain عبارة عن مزيج من العديد من التقنيات المختلفة حيث يتم تخزين جميع المعاملات في دفتر الأستاذ الموزع (DLT). يكون دفتر الأستاذ الموزع مسؤولاً عن إضافة كل معاملة على الشبكة والتحقق منها، ويستخدم blockchain تصميمًا متعدد الطبقات لدعم طريقة المصادقة هذه. طبقات blockchain الخمس المشاركة في هذه المشكلة هي:
- طبقة البنية التحتية للأجهزة (Infrastructure layer)
- طبقة البيانات (Data layer)
- طبقة الشبكة (Network layer)
- طبقة الإجماع (Consensus layer)
- طبقة التطبيقات (Application layer)
ولكل طبقة من هذه الطبقات غرضها ووظيفتها الخاصة، والتي سنعرضها بإيجاز أدناه.
طبقة البنية التحتية للأجهزة (Infrastructure layer)
طبقة البنية التحتية هي الطبقة الأساسية في البلوكشين التي تعالج وتخزن المعاملات مع العقد الخاصة بها. الغرض الرئيسي من هذه الطبقة هو الحفاظ على دفتر الأستاذ الموزع الخاص بـ blockchain مقاومًا للتلاعب من خلال التحقق من صحة معاملات blockchain وتخزينها بطريقة لا مركزية. من خلال إنشاء قاعدة بيانات موزعة، يتم تخزين جميع البيانات بشفافية على البلوكتشين. يتم التحقق من المعاملات والبيانات المخزنة في طبقة البنية التحتية لـ blockchain من خلال آليات الإجماع.
طبقة البيانات (Data layer)
الطبقة الثانية من blockchain هي طبقة البيانات، والتي تضمن أن تكون جميع معاملات بلوك تشين chain شفافة وغير قابلة للتغيير وغير قابلة للحذف بمجرد إضافتها. هذه الطبقة هي المكان الذي يتم فيه تخزين معاملات البلوكشين في دفتر الأستاذ الموزع.
طبقة الشبكة (Network layer)
طبقة الشبكة، المعروفة أيضًا باسم طبقة P2P، مسؤولة عن ربط جميع عقد شبكة البلوكشين. هذه الطبقة مسؤولة أيضًا عن تمرير الرسائل التي تساعد في التحقق من صحة المعاملات والكتل قبل إضافتها إلى blockchain.
طبقة الإجماع (Consensus layer)
تتحقق طبقة الإجماع، باعتبارها الطبقة الرابعة من blockchain، من صحة معاملات البلوكشين. تسمح هذه الطبقة للعقد بالموافقة على ترتيب معاملات البلوكشين باستخدام خوارزميات مختلفة بما في ذلك إثبات العمل (PoW)، وإثبات الحصة (PoS)، وإثبات الحصة المفوض (DPoS)، والتسامح البيزنطي التشغيلي مع الأخطاء (PBFT).
طبقة التطبيقات (Application layer)
الطبقة الأخيرة من البلوكشين هي طبقة التطبيق، ويتفاعل المستخدمون مع تقنية البلوكشين من خلال هذه الطبقة. توجد العقود الذكية والتطبيقات اللامركزية في هذه الطبقة. بدون هذه الطبقة، فإن blockchain ليس أكثر من قاعدة بيانات موزعة.
الفرق بين البلوكشين والبيتكوين
على الرغم من أنهما مرتبطان بشكل وثيق ومتميزان، إلا أنه لا ينبغي الخلط بين البلوكتشين والبيتكوين مع بعضهما البعض. كما قلنا سابقًا، فإن blockchain هي تقنية لإنشاء دفتر أستاذ موزع وغير مركزي يسمح بمعاملات آمنة ومفتوحة وتخزين البيانات. من ناحية أخرى، فإن Bitcoin عبارة عن شبكة blockchain، وبطبيعة الحال، أموال رقمية تعمل داخلها. بخلاف Bitcoin، توجد سلاسل كتل إضافية، بما في ذلك Ethereum، والتي قد تكون على دراية ببعضها. يمكن أن تختلف سلاسل الكتل هذه عن شبكة Bitcoin من حيث الوظائف والتخطيط.
باختصار، blockchain هي التكنولوجيا الأساسية التي تدعم Bitcoin والعديد من العملات الرقمية، في حين أن Bitcoin هي عملة رقمية محددة في blockchain الخاص بها. إليك جدول يوضح الفرق بينهم:
| ملكية | بلوكتشين | بيتكوين |
|---|---|---|
| تعريف: | تقنية لبناء دفتر الأستاذ الرقمي والموزع. | شبكة blockchain والعملة الرقمية |
| مستخدم: | التمويل وألعاب الكمبيوتر والخدمات اللوجستية وسلسلة التوريد والرعاية الصحية وغيرها من المجالات. | نقل القيمة والدفع |
| التكنولوجيا الأساسية: | تعتمد تقنية Blockchain على تقنية التشفير وتستخدم مفهوم التوزيع وإنشاء شبكة تنسيق بين الأشخاص. | بلوكتشين |
| حماية: | توفر تقنية Blockchain أمانًا عاليًا في المعاملات بسبب استخدام خوارزميات التشفير القوية والموزعة. | توفر Bitcoin أيضًا أمانًا عاليًا في المعاملات بسبب استخدام خوارزميات التشفير القوية ونظام blockchain الموزع. |
مقارنة blockchain مع النظام المصرفي التقليدي
عند استخدام النظام المصرفي التقليدي، هناك بعض المشكلات الشائعة التي تظهر. يتم خصم رسوم كبيرة من حسابك عن طريق النظام المصرفي عندما تقوم بتحويل الأموال إلى أشخاص آخرين. يمكن لهذا النظام تعديل أي حساب ولديه حق الوصول إلى جميع معلومات الحساب. ونظرًا لأن النظام مركزي، فسيتم حذف جميع معلومات الحساب في حالة اختراق المعلومات المصرفية. وأخيرا، تنظم المؤسسات المصرفية تدفق الأموال. على سبيل المثال، تمنع العقوبات الاقتصادية الإيرانيين مثلنا من القيام بعدد كبير من المعاملات المالية الدولية.
تتمتع تقنية Blockchain بالعديد من المزايا مقارنة بالنظام المصرفي التقليدي، وبعضها مذكور أدناه.
- إمكانية إجراء المعاملات بشكل مجهول
- ادفع رسومًا بسيطة
- نظام موزع وغير قابل للاختراق تقريبًا
- الشفافية
- لا حاجة للوسطاء
- أمان الشبكة عالي جدًا
- ثبات المعلومات
- الاستدامة
- غياب هيئة الرقابة المركزية
- القدرة على نقل الأصول دون الاعتماد على الموقع الجغرافي
- سرعة عالية في المعاملات
لفهم الاختلافات بين البنك وسلسلة الكتل بشكل أفضل، قمنا بمقارنة النظام المصرفي وسلسلة الكتل الخاصة بالبيتكوين في الجدول أدناه:
| ملكية | بيتكوين | البنوك |
|---|---|---|
| ساعة العمل | 24 ساعة يوميا، طوال أيام السنة | جميع البنوك مغلقة في عطلات نهاية الأسبوع والعطلات الرسمية. |
| سرعة المعاملة | يمكن أن تستغرق معاملات Bitcoin ما لا يقل عن 15 دقيقة إلى أكثر من ساعة اعتمادًا على ازدحام الشبكة (أقل بكثير على الشبكات الأخرى). | لا تتم معالجة التحويلات المصرفية عادةً في عطلات نهاية الأسبوع أو العطلات الرسمية. |
| سهولة التحويلات | الاتصال بالإنترنت والهاتف المحمول هي الحد الأدنى من المتطلبات. | تعد بطاقة الهوية والحساب البنكي والهاتف المحمول هي الحد الأدنى من متطلبات التحويل الرقمي. |
| خصوصية | إذا تم شراء عملة البيتكوين بشكل مجهول، فمن المستحيل تحديد من يملكها. | خصوصية الحساب البنكي محدودة بأمان خوادم البنك وحماية معلومات كل مستخدم. |
| حماية | كلما أصبحت شبكة البيتكوين أكبر، أصبحت أكثر أمانًا. | تعتبر معلومات الحساب البنكي آمنة فقط مثل خادم البنك الذي يحتوي على معلومات حساب العميل. |
مميزت البلوكشين
حتى الآن، تم ذكر جزء كبير من فوائد شبكات البلوكشين. وفي ما يلي سنشرح فوائد تقنية blockchain بمزيد من التفصيل حتى تتمكن من التعرف على هذه التقنية أكثر.
1. دقة السلسلة (Accuracy of the Chain)
يتم التحقق من معاملات شبكة Blockchain بواسطة آلاف أجهزة الكمبيوتر والأجهزة، مما يضمن تسجيلًا دقيقًا للمعلومات. حتى إذا ارتكب جهاز كمبيوتر في الشبكة خطأً في الحساب، فسيتم إنشاء هذا الخطأ فقط في نسخة واحدة من البلوكشين ولن يتم قبوله من قبل بقية الشبكة.
2. تخفيضات التكلفة (Cost Reductions)
تلغي تقنية Blockchain الحاجة إلى موافقات الطرف الثالث والتكاليف المرتبطة بها. من ناحية أخرى، في الشبكات اللامركزية مثل البيتكوين، لا توجد سلطة مركزية وتكون رسوم المعاملات محدودة.
3. اللامركزية (Decentralization)
لا تقوم Blockchain بتخزين أي من معلوماتها في موقع مركزي. كلما تمت إضافة كتلة جديدة إلى البلوكشين، يقوم كل كمبيوتر على الشبكة بتحديث بيانات البلوكتشين الخاصة به لتعكس التغيير. وهذا يزيد من صعوبة التعامل مع blockchain.
4. المعاملات الفعالة (Efficient Transactions)
في بعض سلاسل الكتل، يمكن إكمال المعاملات في غضون دقائق، وبعد بضع دقائق يمكن التأكد من أن العملية آمنة. باستخدام تقنية blockchain، يمكنك بسهولة شراء وبيع العملات الرقمية المختلفة. وهذه الميزة مهمة بشكل خاص للتبادلات عبر الحدود، والتي كانت محدودة في القطاع التقليدي.
5. المعاملات الخاصة (Private Transactions)
من خلال الاتصال بالإنترنت، يمكنك عرض قائمة معاملات الشبكة في العديد من شبكات البلوكشين. الشيء المهم هنا هو أنه على الرغم من أن تفاصيل المعاملات مرئية، إلا أن معلومات تعريف المستخدمين الذين أجروا المعاملات غير مرئية ويتم إجراء معاملاتك بشكل خاص.
6. المعاملات الآمنة (Secure Transactions)
تتم المعاملات في شبكة البلوكشينبطريقة آمنة تمامًا لأنه بعد تسجيل كل معاملة، يجب التحقق من صحة هذه المعاملة من خلال شبكة blockchain. وبعد التحقق منها بواسطة شبكة المعاملات، تتم إضافتها إلى بلوك تشين.
7. الشفافية (Transparency)
تعد الشفافية سمة مهمة لتقنية blockchain لأن معظم سلاسل البلوكشين مفتوحة المصدر ويمكن لجميع المستخدمين عرض الكود الخاص بها. ويعني المصدر المفتوح لرمز blockchain أنه لا توجد سلطة للتحكم أو التحرير، ويمكن لأي شخص اقتراح تغييرات أو ترقيات على النظام.
8. توسيع الوصول إلى الخدمات المالية (Banking the Unbanked)
إحدى الميزات المهمة لتقنية blockchain هي أنه يمكن استخدامها من قبل أي شخص في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك أولئك الذين لا يستطيعون الوصول إلى الخدمات المصرفية. وتتيح هذه الميزة للعديد من المستخدمين تخزين أصولهم بالعملة الرقمية، بدلاً من الاحتفاظ بها نقداً أو في البنوك، وتقلل بطريقة ما من احتمالية سرقة أصولهم.
عيوب البلوكشين
تتمتع البلوكشين بالعديد من الاستخدامات والمزايا، ولكنها في الوقت نفسه، مثل أي تقنية أخرى، تواجه قيودًا في بعض المجالات. فيما يلي، نستعرض بعض الأمثلة على القيود المتعلقة بتقنية blockchain.
تكلفة التكنولوجيا (Technology Cost)
على الرغم من أن تقنية البلوكشين يمكن أن توفر رسوم المعاملات للمستخدمين، إلا أن التكنولوجيا ليست مجانية. على سبيل المثال، يستهلك نظام إثبات العمل الخاص بشبكة Bitcoin قدرًا كبيرًا من قوة الحوسبة للتحقق من صحة المعاملات. في العالم الحقيقي، إجمالي الطاقة التي يستهلكها العدد الهائل من الأجهزة على شبكة بيتكوين هو أكثر من الاستهلاك السنوي للكهرباء في دول مثل النرويج.
السرعة وعدم كفاءة البيانات (Speed and Data Inefficiency)
تعتبر Bitcoin دراسة حالة رائعة لأوجه القصور المحتملة في blockchain. يستغرق نظام إثبات العمل الخاص بـ Bitcoin حوالي 10 دقائق لإضافة كتلة جديدة إلى البلوكشين. وبهذا المعدل، من المقدر أن شبكة Bitcoin blockchain يمكنها فقط التعامل مع حوالي 7 معاملات في الثانية (TPS). على الرغم من أن الشبكات الأخرى مثل Ethereum أو Solana تعمل بشكل أفضل من Bitcoin، إلا أن blockchain لا يزال يحد منها. هناك مشكلة أخرى وهي أن كل كتلة يمكنها الاحتفاظ ببيانات محدودة فقط. تعد مشكلة حجم الكتلة واحدة من أكثر المشكلات صعوبة بالنسبة لقابلية التوسع المستقبلية لأنظمة بلوكشين.
نشاط غير قانوني (Illegal Activity)
إن السرية كميزة إيجابية في تقنية blockchain تحافظ على خصوصية المستخدمين وتمنع القرصنة، ولكنها أيضًا تتيح التجارة والنشاط غير القانوني. يمكن للأشخاص شراء وبيع البضائع غير القانونية على شبكة الإنترنت المظلمة وتحويل الأموال باستخدام العملات الرقمية بمساعدة البلوكشين.
التحدي المتمثل في التنظيم (Regulation)
يعد الافتقار إلى قواعد وأنظمة واضحة فيما يتعلق بتكنولوجيا blockchain وعالم العملات الرقمية أحد المشكلات المثيرة للقلق بالنسبة للمستخدمين. قد تعلن بعض الحكومات أن ملكية وتحويل الأموال بالعملات الرقمية غير قانوني، مما سيلحق الضرر بالمستخدمين. وبطبيعة الحال، مع قبول العملات الرقمية أكثر فأكثر في السنوات الأخيرة، انخفض هذا القلق وسمحت العديد من المنصات لمستخدميها بإجراء مدفوعاتهم بالعملات الرقمية.
خطر الهجوم 51%
في شبكات blockchain، بما في ذلك Bitcoin، إذا تمكنت مجموعة من العقد أو القائمين بالتعدين من التحكم في أكثر من 50٪ من معدل التجزئة أو قوة المعالجة للشبكة، فسيكونون قادرين على تخريب الشبكة وتغيير بعض البيانات. ; على سبيل المثال، لمنع معالجة معاملات معينة أو إلغاء معاملة مؤكدة. يؤدي عكس المعاملة إلى تعريض الشبكة لخطر يسمى الإنفاق المزدوج؛ أي الحالة التي يمكن فيها للشخص الخبيث أن ينفق عملة رقمية معينة أكثر من مرة.
تم تصميم خوارزمية توافق إثبات العمل في blockchain للتعامل مع هذه المشكلة، واحتمال حدوث مثل هذا التعطيل في شبكات البلوكشين الآمنة والموزعة مثل Bitcoin منخفض جدًا. ومع ذلك، فإن هجوم 51% يعد أحد المخاطر التي تواجهها شبكات blockchain.
خوارزميات وآليات Blockchain
تعد خوارزميات البلوكشين جزءًا مهمًا من هذه التقنية المستخدمة لتسجيل وتأكيد المعاملات عبر عقد متعددة. نقدم بإيجاز بعض خوارزميات blockchain المهمة أدناه.
- خوارزميات التجزئة
تستخدم خوارزميات Blockchain في الغالب وظائف التجزئة لإنشاء التوقيعات الرقمية. مثالان على خوارزميات التجزئة الشائعة هما SHA-256 وKeccak-256.
- إثبات خوارزمية العمل
إثبات العمل أو PoW هو خوارزمية إجماعية تُستخدم في العديد من شبكات البلوكشين، بما في ذلك Bitcoin. في هذه الطريقة، باختصار، يقوم المُعدن الأول الذي يقوم بإجراء الحسابات المطلوبة لاستخراج الكتلة بشكل صحيح بإضافة كتلة جديدة إلى blockchain. تضمن خوارزمية توافق إثبات العمل أمان الشبكة، ولكنها تتطلب أيضًا قدرًا كبيرًا من الطاقة.
- إثبات المخزون
إثبات الحصة (Proof of Stake) أو PoS عبارة عن خوارزمية إجماعية تختار المدققين لإنشاء كتل جديدة بناءً على مقدار العملة المشفرة التي يرغبون في قفلها كحصة. أصبح Ethereum مثالاً على سلاسل الكتل لإثبات الملكية منذ تحديث Merge.
- خوارزمية إثبات الأسهم المخصصة
إثبات الحصة المفوض أو DPoS هو خوارزمية إجماع hsj تستخدمها سلاسل الكتل Tron وEOS، والتي تهدف إلى تحقيق إنتاجية أعلى من إثبات العمل وإثبات الحصة.
- خوارزمية التسامح مع الأخطاء البيزنطية التشغيلية (PBFT)
التسامح مع الأخطاء البيزنطية التشغيلية أو PBFT عبارة عن خوارزمية إجماعية مصممة أساسًا لسلاسل الكتل الخاصة. تسمح هذه الخوارزمية للشبكة بالعمل بشكل صحيح حتى لو كانت بعض العقد معطلة.
- خوارزمية الرسم البياني الموجه غير الحلقي (DAG)
الرسوم البيانية اللاحلقية الموجهة (الرسوم البيانية اللاحلقية الموجهة) هي تقنية لتطوير دفاتر الأستاذ الموزعة والتي تختلف هيكليًا عن blockchain. في DAG، بدلاً من الكتل، يتم استخدام العقد لتمثيل العلاقة بين المعاملات، وكل معاملة تؤكد المعاملتين السابقتين.
الخوارزميات المقدمة ليست سوى عدد قليل من خوارزميات البلوكشين. قد تستخدم سلاسل الكتل المختلفة خوارزميات وآليات إجماع مختلفة اعتمادًا على أهدافها المحددة.
هل تكنولوجيا البلوكشين آمنة؟
تعالج Blockchain العديد من القضايا، مثل الثقة والأمن. في كل مرة تتم إضافة كتلة جديدة إلى نهاية سلسلة البلوكشين، يتم تخزينها خطيًا. وهذا يعني أن الكتلة الأخيرة للسلسلة تكون دائمًا في نهايتها. من الصعب للغاية العودة وتغيير محتوى الكتلة بمجرد وضعها في نهاية blockchain. نظرًا لأن كل كتلة لها تجزئة خاصة بها بالإضافة إلى تجزئة الكتلة التي سبقتها.
تقوم وظيفة رياضية تُعرف باسم “وظيفة التجزئة” بإنشاء رموز التجزئة عن طريق تحويل البيانات الرقمية إلى سلسلة من الأحرف والأعداد الصحيحة. سوف يتغير رمز التجزئة إذا تم تغيير البيانات أو إتلافها بأي شكل من الأشكال؛ يعتمد أمان الشبكة على هذه المشكلة.
ضع في اعتبارك السيناريو الذي يحاول فيه أحد المتسللين تغيير سجل معاملات أمازون الخاص بك لإجبارك على دفع ثمن الشراء مرتين. سيتم تغيير كتلة التجزئة بمجرد قيام المتسلل بتعديل قيمة معاملتك. يحتاج المتسلل إلى تحديث الكتلة السابقة في السلسلة لتعكس تعديلاته لأنها لا تزال تحمل التجزئة السابقة. سيؤدي هذا الإجراء إلى تعديل تجزئة هذه الكتلة.
ونتيجة لذلك، يحتاج المتسلل إلى تغيير كل كتلة جديدة تضاف إلى Blockchain من أجل تغيير كتلة واحدة. لا يستطيع المتسللون تحمل تكلفة إعادة حساب كل هذه التجزئات لأنها تتطلب قدرًا هائلاً من القوة الحسابية. وبالتالي سيكون من الصعب للغاية تغيير الكتلة ومن المستحيل إزالتها بعد وضعها في البلوكشين.
تكنولوجيا البلوكتشين والذكاء الاصطناعي
تكنولوجيا البلوكتشين والذكاء الاصطناعي هما من بين أبرز التطورات التكنولوجية في العصر الحديث، وقد أحدثا ثورة في مختلف المجالات. تكنولوجيا البلوكتشين هي نظام لتسجيل المعاملات يعتمد على العقود الذكية وسجلات المعاملات المشفرة، حيث يتم تخزين البيانات في سلاسل متصلة تشكل سلسلة من الكتل. يتمتع البلوكتشين بالشفافية والأمان العالي، حيث يصعب تعديل البيانات المخزنة فيه.
أما الذكاء الاصطناعي، فهو مجال من مجالات علم الحاسوب يهتم بإنشاء أنظمة تكنولوجية قادرة على تنفيذ مهام تتطلب عقلية بشرية، مثل التعلم، والتفكير، والتعرف على النمط، واتخاذ القرارات. يعتمد الذكاء الاصطناعي على تعلم الآلة والشبكات العصبية الاصطناعية والخوارزميات الذكية لتحليل البيانات واستخلاص الأنماط.
تتشابك تكنولوجيا البلوكتشين والذكاء الاصطناعي في عدة مجالات، مما يؤدي إلى تعزيز الكفاءة وتحسين الأداء. على سبيل المثال، يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي في تحليل البيانات الكبيرة المخزنة في البلوكتشين لاكتشاف الاتجاهات وتوجيه القرارات بشكل أفضل.
في مجال الصحة، يمكن استخدام البلوكتشين لتخزين السجلات الطبية بشكل آمن ومشترك بين الأطباء والمرضى، في حين يمكن للذكاء الاصطناعي تحليل هذه البيانات لتوفير تشخيص دقيق وعلاج فعال.
كما يمكن استخدام تكنولوجيا البلوكتشين في مجال التمويل لضمان أمان المعاملات المالية وتقليل التزوير، في حين يمكن للذكاء الاصطناعي تحسين عمليات التداول وتوقعات السوق.
بالتالي، يتضح أن تكنولوجيا البلوكتشين والذكاء الاصطناعي تشكلان جزءاً أساسياً من مستقبل التكنولوجيا، وتعدان بالفعل بتحولات كبيرة في مختلف الصناعات والقطاعات، مما يفتح آفاقاً جديدة للابتكار والتطور.
خاتمة
تناولت هذه المقالة تعريف تقنية Blockchain، وعناصرها وتشغيلها، وإيجابياتها وسلبياتها، وأنواع تكنولوجيا البلوكشين، والفروق بين عملة البيتكوين الرقمية والبنوك التقليدية. Blockchain هي شبكة لا مركزية تسهل المعاملات الآمنة؛ وسيتم دعم اعتماده على نطاق واسع من خلال انفتاح البيانات وسرية خصوصية المستخدم. وعلى الرغم من أن هذه التكنولوجيا معروفة جيدًا بالعملات الرقمية، وخاصة عملة البيتكوين، إلا أن تطبيقاتها لا تقتصر على مجال العملات المشفرة فقط؛ ومع دخول تقنية بلوكشين عقدها الثالث، فإن استخداماتها آخذة في النمو أيضًا.
