نقش بلاک بلاکچین چیست؟ همه چیز درباره بلاک (Block)

شبکه‌های بلاکچین، بستر اصلی فعالیت رمزارزهایی مثل بیت‌کوین، اتریوم، ترون، ریپل و دیگر ارزهای مشابه بازار رمز ارزها هستند. امنیت رمزارزها به‌وسیله‌ی الگوریتم‌های بلاکچین فراهم می‌شود و باعث شده است که تقلب در تراکنش‌های ارزهای دیجیتال و جعل آن‌ها تا حد بالایی، امکان‌پذیر نباشد. بلاکچین زنجیره‌ای از بلاک‌ها است و بلاک (Block)، ستون اصلی این شبکه است. پس برای آشنایی و درک بهتر بلاکچین، باید بدانیم که بلاک بلاکچین چیست و چه نقشی در فضای رمز ارز دارد؟

بلاک (Block) چیست؟

بلاک‌ها بخش اصلی فناوری بلاک‌چین هستند. آن‌ها را می‌توان صفحه‌های دفتر کل توزیع‌شده در شبکه‌ی بلاکچین دانست. هر بلاک حاوی اطلاعات خاصی است.
این اطلاعات مانند جزئیات تراکنش‌های انجام‌شده در بستر بلاکچین هستند. جزئیاتی مثل آدرس عمومی فرستنده و آدرس عمومی گیرنده، هش اختصاصی، هش بلاک قبلی و زمان انجام تراکنش در این بلاک‌ها به‌صورت دائمی ذخیره می‌شود و به هیچ عنوان قابل حذف یا تغییر نیستند. این ویژگی را سیستم رمزنگاری شبکه در بلاک‌ها ایجاد می‌کند.

ساختار بلاک بلاک‌چین

بر اساس نوع بلاکچین، داده‌های ذخیره‌شده در داخل یک بلاک ممکن است با هر مقداری نمایش داده شود. یک بلاک می‌تواند مقدار پول، سهم یک شرکت، گواهی مالکیت دیجیتالی، رأی انتخاباتی یا هر داده‌ی دیگری را ذخیره کند.

هش چیست؟

هر بلاک دارای هش است. این هش مقداری است که از یک رشته متن با کمک توابع ریاضی ساخته می‌شود. هش را می‌توان با اثر انگشت مقایسه کرد، چراکه هر هش منحصر به‌فرد است. نقش آن شناسایی یک بلاک و محتویات آن است.

هش شبیه اثر انگشت است، چون دارای اطلاعات یکتا است.

اگر سه بلاک را در بلاکچین در نظر بگیریم، بلاک ۳، دارای اطلاعات هش بلاک ۲ و بلاک ۲، دارای هش بلاک ۱ خواهد بود.

هر بلاک دارای اطلاعات هش بلاک قبلی است.

هر بلاک در بلاکچین، بخش‌های مختلفی دارد که یک هدف مشترک را دنبال می‌کنند. هر کدام از بخش‌های آن، وظایف ویژه و خاصی دارند که در ادامه‌ی این مقاله بیشتر با وظایف بلاک‌ها در بلاک‌چین آشنا می‌شویم.

ساختار بلاک بلاکچین

به‌طور کلی، بلاک بلاکچین را می‌توان یک پرونده ذخیره‌سازی داده به صورت دائمی دانست. هر بلاک از دو بخش بدنه‌ی بلاک (Block Body) و بلاک هدر (Block Header) شکل‌گرفته است. بدنه بلاک محل ذخیره یا بارگیری اطلاعات بلاک محسوب می‌شود و هدر بلاک، خود دارای چندین بخش با وظایف مختلف است.

از پیوند بلاک‌چین و هوش مصنوعی، به پول می‌رسیم؟

جوابت تو شماره ۱۴ ماهنامه دامیننسه!

Please leave this field empty.

Δ

بدنه‌ی بلاک (Block Body)

بدنه‌ی بلاک بلاک‌چین، محل ذخیره‌ی تاریخچه‌ی تراکنش‌های تأیید شده در شبکه است. زمانی که ماینرها یک بلاک را می‌سازند، در واقع یک تراکنش را پس از اعتبار سنجی، تأیید می‌کنند. آن‌ها برای تأیید این تراکنش‌ها، میزان تراکنش مورد نظر توسط فرستنده را بررسی می‌کنند تا از موجود بودن ارز در حساب فرستنده مطمئن شوند. این سوابق برای بررسی ساده‌تر در بدنه‌ی بلاک ذخیره می‌شود.

هدر بلاک (Header Block)

هدر بلاک، نقش اساسی در فرآیندهای شبکه بلاکچین دارد. بلاک‌ها از طریق هدر به یکدیگر متصل شده و به‌وسیله‌ی هش هدر در شبکه شناسایی می‌شوند.

هدر به شش بخش تقسیم می‌شود:

• برچسب زمانی
• عدد نانس
• هدف
• هش ریشه درخت مرکل
• نسخه برنامه
• هش بلاک قبلی

هر یک از این بخش‌ها وظایفی از عملیات کلی بلاک را بر عهده دارند.

۱- برچسب زمانی (Time)

این پارامتر، زمان ایجاد هر بلاک را مشخص می‌کند.

۲- عدد نانس (Nonce)

نانس به عددی گفته می‌شود که فقط یک‌بار استفاده می‌شود. ماینرها از طریق این عدد می‌توانند هش کمتر از هدف سختی شبکه را پیش‌بینی کنند. عدد نانس از طریق الگوریتم اثبات کار (PoW) به هش بلاک افزوده می‌شود.

بلاک بلاکچین به‌خودی‌خود هش نمی‌شوند و به یک عدد دیگر برای انجام فرآیند رمزنگاری نیاز دارند. عدد نانس همان عدد مورد نیاز برای این بلاک‌ها است.

۳- هدف (Target)

واحد اندازه‌گیری هش، بیت است. هش فعلی بلاک باید کوچک‌تر یا برابر با هش هدف باشد. هر چه تعداد صفرهای اول مقدار هش بیشتر باشد؛ کوچک‌تر است.

هدف سختی در بلاک بلاکچین، تعیین‌کننده‌ی میزان کوچکی مقدار هش است. یعنی مشخص می‌کند که هش چه میزان کوچک باشد تا ماینرهای شبکه، اعتبار آن را برای ثبت در سیستم تأیید کنند.

۴- هش درخت مرکل (Merkle Root)

تمام اطلاعات موجود در بلاک که شامل هش اختصاصی، هش بلاک قبلی و اطلاعات تراکنش‌ها (زمان انجام، آدرس عمومی فرستنده و گیرنده) را می‌تواند در یک هش واحد جمع‌آوری کرد. به این مقدار هش، هش درخت مرکل یا درخت درهم‌ساز گفته‌می شود.

۱-۴ درخت مرکل چیست؟

درخت مرکل قسمتی از بلاک بلاکچین است. این نام از ریاضی‍دان مشهور، رالف مرکل الهام گرفته‌شده است. با کمک این فناوری می‌توان اطلاعات بسیاری را توسط یک هش ارائه کرد. به این ترتیب که داده‌ها هش می‌شوند، سپس مقدارهای هش با یکدیگر ترکیب‌شده و تبدیل به یک هش واحد می‌شوند. این هش واحد، روت (Root) یا ریشه درخت مرکل نام دارد.

برگ‌های این درخت، تراکنش‌های انجام‌شده در شبکه و شاخه‌های درخت مرکل، هش برگ‌ها هستند.

تا وقتی‌که برگ‌ها و شاخه‌های درخت مشخص باشند، ساخت ریشه هش بسیار سریع و آسان انجام می‌شود. اما طبق قانون توابع هش، که به‌دست آوردن ورودی از خروجی هش به دلیل یک‌طرفه بودن تابع هش، امکان‌پذیر نیست؛ در صورتی که هش ریشه درخت مرکل مشخص باشد اما برگ‌ها (تراکنش‌ها) و شاخه‌ها (هش تراکنش‌ها نامشخص باشند، پیش‌بینی تراکنش‌ها کار بسیار سختی است.

درخت مرکل قسمتی از بلاک بلاکچین است.

۵- نسخه برنامه (Version)

نسخه‌ی برنامه یا شماره‌ی نرم‌افزار با هدف بیان ساختار داده‌های داخل بلاک استفاده می‌شود. از طریق این شماره‌سریال، رایانه‌ها می‌توانند محتوای بلاک را به‌سادگی بخوانند. همچنین ماینرها از طریق این شماره می‌توانند مشخص کنند برای فعالیت درون شبکه از چه پروتکلی پیروی می‌کنند.

۶- هش بلاک قبلی (Last Block)

هش بلاک قبلی برای جلوگیری از تقلب و سانسور در بستر بلاکچین، در کنار داده‌های موجود در بلاک قرار می‌گیرد. این قسمت از بلاک، به‌نوعی تضمین‌کننده‌ی غیرقابل‌حذف و تغییر بودن اطلاعات داخل بلاک بلاکچین است.

اگر فردی قصد تغییر داده‌های ذخیره‌شده در یک بلاک از سیستم کلی را داشته باشد، باید هش بلاک قبلی را هم تغییر دهد. به بیان ساده‌تر، باید هش تمام بلاک‌های قبلی را تا اولین بلاک ساخته‌شده در زنجیره تغییر دهد که این روند شدنی نیست و هیچ‌وقت اطلاعات داخل بلاکچین تغییر نخواهد کرد.

تغییر اطلاعات داخل بلاکچین تقریبا غیرممکن است.

بلاک بلاکچین چگونه تولید می‌شود؟

بلاک‌ها به‌وسیله‌ی ماینرها یا همان استخراج‌کنندگان ایجاد می‌شوند. تراکنش‌ها در بلاکچین، سریع و در همان لحظه‌ی انتشار در شبکه انجام نمی‌شوند. آن‌ها در استخر حافظه (Memory Pool) ذخیره‌شده و در انتظار تأیید گره‌ها (نودها یا همان کاربران شبکه بلاکچین) می‌مانند.

در این مرحله از فرآیند تراکنش، ماینرها تراکنش‌ها را برای بررسی و تأیید انتخاب می‌کنند و در بلاک کاندید قرار می‌دهند. سپس برای اضافه‌کردن این بلاک به شبکه‌ی بلاکچین تلاش می‌کنند.

بلاک‌ها چگونه به شبکه‌ی بلاکچین افزوده می‌شوند؟

ماینر، بلاک کاندید را با بلاک هدر و بهترین عدد نانس براساس هدف سختی شبکه، به بلاکچین یا همان زنجیره‌ی بلاک‌ها اضافه می‌کند. به این ترتیب که بلاک جدید را طوری که هش آن کم‌تر از میزان هدف شبکه باشد، هش می‌کنند.

سختی شبکه، میزان دشواری استخراج بلاک جدید است و در بلاکچین‌های مختلف، تقاوت دارد. برای مثال، در بلاکچین بیت‌کوین از سال ۲۰۱۶ به بعد، این میزان در بازه‌های زمانی مختلف تغییر کرده است تا زمان استخراج هر بلاک، به‌طور متوسط، ده دقیقه باقی بماند.

وظیفه بلاک بلاکچین چیست؟ همه چیز درباره بلاک (Block)

گفتار پایانی

فرآیند استخراج و ساخت بلاک بلاکچین، یک عملیات تکراری است که به‌وسیله‌ی ماینرها به‌طور دائم انجام می‌شود. این فرآیند از طریق حل معادلات پیچیده‌ی ریاضی صورت می‌گیرد. ماینرها برای پیش‌بینی پاسخ این مسائل، از توان پردازشی سیستم‌های رایانه‌ی خود و یا دستگاه‌های ماینینگ (دستگاه ماینر) استفاده می‌کنند.

استخراج بلاک‌ها برای ماینرها، پاداش به‌همراه دارد و این فرآیند در بستر بلاک بلاک‌چین باعث به‌وجود آمدن فضای رقابتی شده است. ماینری که زودتر پاسخ معادله‌ی مطرح شده توسط سیستم را پیدا و تراکنش را تایید کند، جایزه‌ی استخراج را از آن خود می‌کند.