معماری عظیم فناوری بلاکچین

فناوری بلاکچین، شبکه‌ای کاملاً خودکار و مستقل است که به دلیل ماهیت غیرمتمرکز خود امکان نفوذ به آن بسیار اندک است و امکان فعالیت‌های مخرب در آن حداقل است.

گسترش‌نیوز: شبکه بلاکچین معماری خاصی دارد و از اجزای مختلفی تشکیل شده است؛ معاون پژوهشی و آموزشی پژوهشکده فناوری اطلاعات و ارتباطات جهاد دانشگاهی، مسعود گرشاسبی درباره معماری شبکه بلاکچین می‌گوید: فناروی بلاکچین از اجزای متعددی تشکیل شده است. یک پلتفرم بلاکچینی (مانند پلتفرم عمومی اتریوم یا پلتفرم‌های سازمانی مانند هایپرلجر) باید در حالت کلی این اجزا را در خود داشته باشد اگرچه در برخی اجزا ممکن است سیاست‌گذاری خاص یا الگوریتم خاصی بکار گرفته شود.

این اجزا عبارت‌اند از:

• قرارداد هوشمند: قراردادهای هوشمند، نقش اصلی را در فناوری بلاکچین بازی می‌کنند. اصطلاح قرارداد هوشمند کمی گمراه‌کننده است. کلمه "قرارداد" تعبیری حقوقی به ذهن می‌آورد که ناشی از توافق ۲ یا چند نفر باشد. اما در فناوری بلاکچین، این تعبیر با مفهوم قرارداد و آنچه در ذهن ما به‌صورت توافق چندجانبه مطرح می‌شود، هیچ ارتباطی ندارد. قرارداد هوشمند یک نرم‌افزار است که در آن با یک زبان برنامه‌نویسی خاص - بسته به پلتفرم بلاکچین مورد استفاده - کسب‌وکار مورد نظر ما پیاده‌سازی شده است. درواقع قرارداد هوشمند همان پردازش مورد نظر ماست که به‌جای اجرای متمرکز، در یک شبکه بلاکچین (مثلاً پلتفرم جهانی اتریوم ) اجرا می‌شود. مشتریان از طریق پلتفرم بلاکچین و واسطی که توسط خدمت دهنده فراهم شده است، به پردازش متصل شده و اطلاعات ورودی آن را تأمین می‌کنند. شبکه بلاکچین، نرم‌افزار یا به عبارت فنی خود قرارداد هوشمند را با اطلاعات ورودی اجرا می‌کند که این اجرا بسته به نحوه الگوریتم‌ها و سیاست انتخابی برای پلتفرم بلاکچین مورد استفاده، ممکن است توسط یک نفر یا چند نفر یا کل نودهای شبکه ( مثل شبکه بیت کوین) اجرا شود. درنهایت نتیجه پردازش‌ها برای مشتری ارسال شده و مجموعه‌ای از اطلاعات مربوط به پردازش ( و با تعبیری دیگر تراکنش) در پایگاه‌های داده - که به‌صورت توزیع شده در بازیگران و نودهای پردازشگر شبکه بلاکچین ایجاد شده است - ذخیره می‌شود. به این دیتابیس‌های توزیع شده که اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها و نتایج حاصل از آن را ثبت و ضبط می‌نماید، DLT اطلاق می‌شود. البته نحوه ضبط اطلاعات در این پایگاه‌های داده متکی بر الگوریتم‌های ریاضی خاصی است تا اطلاعات به‌صورت زنجیروار به هم وصل شده و احتمال تغییر و دستکاری آنها به صفر برسد.

همان‌طور که اشاره شد نقش اصلی شبکه بلاکچین قرارداد هوشمند است؛ قرارداد هوشمند یک قطعه نرم‌افزاری به زبان برنامه‌نویسی خاص پلتفرم مورد استفاده بلاکچین است که کسب‌وکار مورد نظر ما در آن پیاده‌سازی می‌شود.

قرارداد هوشمند توسط خدمت دهندگان فضای مجازی ایجاد می‌شود درحالی‌که پلتفرم بلاکچین ممکن است توسط اشخاص دیگری بنا شده باشد. مثلاً پلتفرم اتریوم اجازه می‌دهد انواع متعددی از قراردادهای هوشمند - و درنتیجه کسب‌وکارهای مختلف - بر روی آن ایجاد شود بدون آنکه خدمت دهندگان آن کسب‌وکارها دغدغه‌ای برای پلتفرم بلاکچین داشته باشند. ماژول‌های مورد نیاز بلاکچین در نرم‌افزار اتریوم از پیش ساخته شده‌اند و کسانی که نرم‌افزار اتریوم را نصب کرده و اجرا می‌کنند، پردازشگرهای شبکه محسوب می‌شوند و به‌واسطه آنها، شبکه اتریوم در سطح جهان ایجاد می‌شود ( البته انگیزه‌های مالی لازم در نرم‌افزار اتریوم لحاظ شده است). حال خدمت دهندگان در یک کسب‌وکار می‌توانند قرارداد هوشمند کسب‌وکار خود را ایجاد کرده و از طریق واسط‌های نرم‌افزاری اتریوم، جهت اجرا به پردازشگرهای شبکه اتریوم ارسال می‌کنند.

• تراکنش: هرگونه بهره‌مندی مشتریان از کسب‌وکار پیاده‌سازی شده در قرارداد هوشمند، از طریق تراکنش‌های مشتری با قرارداد هوشمند فراهم می‌شود. خدمت دهندگان یک کسب‌وکار باید یک برنامه کاربردی (App) مناسب نیز برای مشتریان آن کسب‌وکار ایجاد کنند که امکان ارتباط مشتری با قرارداد هوشمند کسب‌وکار را فراهم سازند. به‌عنوان‌مثال در شبکه بیت کوین، نرم‌افزارهای کیف پول (Wallet) ارتباط مشتری با شبکه بیت کوین ( قرارداد هوشمند رمزارز بیت کوین ) را فراهم می‌سازد و از طریق این نرم‌افزار، تراکنش‌های مورد نظر مشتری به شبکه ارسال می‌شود و پاسخ آن تراکنش‌ها، دریافت می‌شود.

• اجماع: همان‌طور که اشاره شد در یک شبکه بلاکچینی، قرارداد هوشمند ممکن است توسط یک یا تعداد زیادی نود پردازشگر برحسب سیاست انتخابی اجرا شود. در شبکه بیت کوین هرکسی که به‌عنوان ماینر به شبکه ملحق شود، در امر پردازش شرکت کرده و نتیجه پردازش‌ها، با رأی اکثریت در دیتابیس‌ها ثبت می‌شود. الگوریتم اجماع در شبکه‌های بلاکچینی متعدد است. در شبکه بیت کوین بر مبنای رأی اکثریت (۵۰ +۱ ) در حل یک مسئله ریاضی پیچیده نتیجه پردازش تایید می‌شود اما در الگوریتم‌های دیگر، مکانیزم‌های متفاوتی بکار گرفته می‌شود. لازم به ذکر است انتخاب الگوریتم برای نحوه اجرا و تأیید پردازش‌ها، در کارایی شبکه بلاکچین بسیار مؤثر است. مثلاً در شبکه بیت کوین به دلیل الگوریتم سخت آن (که لازمه ایجاد یک شبکه مالی مطمئن است)، تعداد تراکنش‌ها در ثانیه بسیار محدود است و درعین‌حال، انرژی بسیار زیادی به دلیل اجرای الگوریتم اجماع شبکه بیت کوین مصرف می‌شود. به‌طور خلاصه، اجماع اشاره به مکانیزمی دارد که پلتفرم بلاکچین انجام مطمئن یک قرارداد هوشمند به ازای درخواست یک مشتری ( تراکنش) را تایید و ثبت می‌کند.

• DLT: هر تراکنشی که در شبکه بلاکچین اتفاق می‌افتد و مجموعه‌ای از اطلاعات وابسته به آن‌که مورد استفاده قراردادهای هوشمند قرار می‌گیرد با مکانیزمی که از آن با نام زنجیره بلوکی نام برده می‌شود، در دیتابیس‌های نودهای پردازشگر به‌صورت غیرمتمرکز و به‌صورت واحدهای داده‌ای زنجیروار ذخیره می‌شود. مکانیزم زنجیره بلوکی با اتصال اطلاعات به هم طبق الگوریتم‌های پیچیده ریاضی، هک اطلاعات را تا حد زیادی منتفی می‌کند و امنیت قابل اتکایی را برای شبکه بلاکچین فراهم می‌سازد.

• حریم خصوصی: یک موضوع کلیدی در بحث بلاکچین، سیاست‌های مربوط به حفظ حریم خصوصی مشتریان است. در سیستم‌های متمرکز امروزی که پردازش‌ها تحت مالکیت یک نفر است، حریم خصوصی با اعتماد به مالک آن برقرار می‌شود اما در شبکه بلاکچین این موضوع حساس‌تر می‌شود. زیرا در این شبکه تعداد زیادی به اطلاعات مشتریان دسترسی خواهند داشت و بدیهی است در این حالت حفظ حریم خصوصی بسیار حساس‌تر است. پلتفرم‌های بلاکچینی برای این موضوع راهکارهای خود را تعبیه می‌کنند.

• شبکه همتا به همتا: یک شبکه بلاکچین زمانی ایجاد می‌شود که تعدادی پردازشگر برای اجرای قراردادهای هوشمند آن مشارکت کنند. این پردازشگرها با یک پروتکل ویژه ( بسته به پلتفرم بلاکچین، پروتکل‌ها متفاوت است ) به هم متصل شده و زمینه لازم برای دریافت و توزیع قراردادهای هوشمند، تراکنش‌های مشتریان، اجرا و اجماع را فراهم می‌سازند. نودهای پردازشگر می‌توانند در اینترنت به هم متصل شوند یا در یک شبکه خصوصی سازمانی. به‌هرحال این نودها با هم ارتباط برقرار کرده و یک شبکه همکاری مشترک ایجاد می‌کنند.