البلوكشين عبارة عن قاعدة بيانات موزعة أو دفتر أستاذ مشترك بين عقد شبكة الكمبيوتر. كقاعدة بيانات، تقوم بتخزين المعلومات إلكترونياً بتنسيق رقمي. تشتهر Blockchains بدورها الحاسم في أنظمة العملات المشفرة، مثل Bitcoin، للحفاظ على سجل آمن و لامركزي للمعاملات. يتمثل الابتكار في أنه يضمن دقة وأمان سجل البيانات ويولد الثقة دون الحاجة إلى طرف ثالث موثوق به.

البلوكشين مقابل قاعدة البيانات النموذجية

يتمثل أحد الاختلافات الرئيسية بين قاعدة البيانات النموذجية والبلوك تشين في كيفية تنظيم البيانات. تجمع البلوكشين المعلومات معاً في مجموعات، تُعرف باسم الكتل، تحتوي على مجموعات من المعلومات. تتمتع الكتل بقدرات تخزين معينة، وعند ملئها، يتم إغلاقها وربطها بالكتلة المملوءة مسبقاً، مما يشكل سلسلة من البيانات تُعرف باسم بلوكشين. يتم تجميع جميع المعلومات الجديدة التي تلي تلك الكتلة المضافة حديثاً في كتلة مشكلة حديثاً والتي سيتم إضافتها أيضاً إلى السلسلة بمجرد ملئها.

تقوم قاعدة البيانات عادةً ببناء بياناتها في جداول، في حين أن البلوكشين، كما يوحي اسمه، يقوم ببناء بياناته إلى أجزاء (كتل) مترابطة معاً. تصنع بنية البيانات هذه بطبيعتها جدولاً زمنياً للبيانات لا رجعة فيه عند تنفيذها في طبيعة لا مركزية. عندما يتم ملء كتلة، يتم وضعها في الحجر وتصبح جزءاً من هذا المخطط الزمني. يتم إعطاء كل كتلة في السلسلة طابعاً زمنياً دقيقاً عند إضافتها إلى السلسلة.

كيف تعمل البلوكشين

الهدف منه هو السماح بتسجيل المعلومات الرقمية وتوزيعها، ولكن لا يتم تحريرها. بهذه الطريقة، فإن البلوكشين هو الأساس لدفاتر الأستاذ غير القابلة للتغيير، أو سجلات المعاملات التي لا يمكن تغييرها أو حذفها أو إتلافها. هذا هو السبب في أن البلوكشين تُعرف أيضاً باسم تقنية دفتر الأستاذ الموزع (DLT).

تم اقتراح مفهوم البلوكشين لأول مرة كمشروع بحثي في ​​عام 1991، وقد سبق مفهوم البلوك تشين أول تطبيق واسع النطاق قيد الاستخدام: Bitcoin، في عام 2009. في السنوات التي تلت ذلك، انتشر استخدام البلوكشين من خلال إنشاء العديد من العملات المشفرة، وتطبيقات التمويل اللامركزي (DeFi)، الرموز غير القابلة للاستبدال (NFTs) والعقود الذكية.

وهناك 5 أشياء لا بدّ من معرفتها عن البلوكشين، هي التالية:

1. لامركزية البلوكشين

تخيل أن شركة ما تمتلك مزرعة خوادم بها 10,000 جهاز كمبيوتر مستخدمة للحفاظ على قاعدة بيانات تحتوي على جميع معلومات حساب العميل. تمتلك هذه الشركة مبنى مستودع يحتوي على جميع أجهزة الكمبيوتر هذه تحت سقف واحد وتتحكم بشكل كامل في كل من هذه الأجهزة وجميع المعلومات الواردة بداخلها. هذا يوفر نقطة للفشل. ماذا يحدث إذا انقطعت الكهرباء في ذلك الموقع؟ ماذا لو انقطع اتصاله بالإنترنت؟ على أي حال، يتم فقد البيانات أو تلفها.

ما تفعله البلوك تشين هو السماح للبيانات الموجودة في قاعدة البيانات هذه بالانتشار بين عدة عقد للشبكة في مواقع مختلفة. لا يؤدي هذا إلى التكرار فحسب، بل يحافظ أيضاً على دقة البيانات المخزنة فيه – إذا حاول شخص ما تعديل سجل في مثيل واحد من قاعدة البيانات، فلن يتم تغيير العقد الأخرى وبالتالي تمنع أي فاعل سيئ من القيام بذلك. إذا عبث أحد المستخدمين بسجل معاملات Bitcoin، فستقوم جميع العقد الأخرى بمراجعة بعضها البعض وتحديد العقدة بسهولة بالمعلومات غير الصحيحة.

يساعد هذا النظام في إنشاء ترتيب دقيق وشفاف للأحداث. بهذه الطريقة، لا يمكن لأي عقدة واحدة داخل الشبكة تغيير المعلومات الموجودة داخلها.

لهذا السبب، فإن المعلومات والتاريخ لا رجوع فيهما. يمكن أن يكون هذا السجل عبارة عن قائمة بالمعاملات، ولكن من الممكن أيضاً أن تحتفظ بمجموعة متنوعة من المعلومات الأخرى مثل العقود القانونية أو معرفات الدولة أو مخزون منتجات الشركة.

2. الشفافية

نظراً للطبيعة اللامركزية يمكن عرض جميع المعاملات بشفافية إما من خلال امتلاك عقدة شخصية أو باستخدام مستكشفات البلوك تشين التي تسمح لأي شخص برؤية المعاملات التي تحدث مباشرة. كل عقدة لها نسختها الخاصة من السلسلة التي يتم تحديثها عند تأكيد الكتل الجديدة وإضافتها. هذا يعني أنه إذا كنت ترغب في ذلك، يمكنك تتبع Bitcoin أينما ذهبت.

3. الأمان

تحقق التقنية أماناً غير مركزياً وثقة بعدة طرق.

• يتم دائماً تخزين الكتل الجديدة خطياً وترتيباً زمنياً. أي أنه يتم إضافتها دائماً إلى “نهاية” البلوك تشين. بعد إضافة كتلة إلى نهاية البلوك تشين، من الصعب للغاية العودة وتغيير محتويات الكتلة ما لم تتوصل غالبية الشبكة إلى إجماع على القيام بذلك. وذلك لأن كل كتلة تحتوي على تجزئة خاصة بها، جنباً إلى جنب مع تجزئة الكتلة قبلها، بالإضافة إلى الطابع الزمني المذكور سابقاً.
• يتم إنشاء رموز التجزئة بواسطة دالة رياضية تحول المعلومات الرقمية إلى سلسلة من الأرقام والحروف. إذا تم تحرير هذه المعلومات بأي شكل من الأشكال، فسيتغير رمز التجزئة أيضاً.

لنفترض أن المخترق، الذي يدير أيضاً عقدة على شبكة البلوكشين، يريد تغيير البلوك تشين وسرقة العملة المشفرة من أي شخص آخر. إذا كان عليهم تغيير نسختهم الفردية، فلن تتماشى مع نسخة أي شخص آخر. عندما يقوم كل شخص آخر بمقارنة نسخهم ببعضها البعض، فإنهم سيرون أن هذه النسخة تبرز، وسيتم استبعاد نسخة المتسلل من السلسلة باعتبارها غير شرعية.

يتطلب النجاح في مثل هذا الاختراق أن يتحكم المخترق في وقت واحد ويغير 51٪ أو أكثر من نسخ البلوكشين بحيث تصبح نسختهم الجديدة هي النسخة الأغلبية، وبالتالي السلسلة المتفق عليها. سيتطلب مثل هذا الهجوم أيضاً قدراً هائلاً من الأموال والموارد، حيث سيحتاجون إلى إعادة جميع الكتل لأنهم سيكون لديهم الآن طوابع زمنية ورموز تجزئة مختلفة.

نظراً لحجم العديد من شبكات العملات المشفرة ومدى سرعة نموها، فمن المحتمل أن تكون تكلفة تحقيق مثل هذا العمل الفذ لا يمكن التغلب عليها. لن يكون هذا مكلفاً للغاية فحسب، بل من المحتمل أيضاً أن يكون غير مجدٍ.

إن القيام بمثل هذا الشيء لن يمر دون أن يلاحظه أحد، حيث سيرى أعضاء الشبكة مثل هذه التعديلات الجذرية على البلوكشين. عندئذٍ سينفصل أعضاء الشبكة عن نسخة جديدة من السلسلة التي لم تتأثر. قد يتسبب هذا في انخفاض قيمة النسخة التي تعرضت للهجوم من الرمز المميز، مما يجعل الهجوم عديم الجدوى في النهاية، حيث يتحكم الفاعل السيئ في أحد الأصول التي لا قيمة لها. سيحدث نفس الشيء إذا قام الفاعل السيئ بمهاجمة تفرع البيتكوين الجديد. لقد تم بناؤه بهذه الطريقة بحيث تكون المشاركة في الشبكة محفزة اقتصادياً أكثر بكثير من مهاجمتها.

4. فوائد البلوكشين

دقة السلسلة

تمت الموافقة على المعاملات على شبكة البلوكشين من قبل شبكة من آلاف أجهزة الكمبيوتر. يؤدي هذا إلى إزالة كل التدخل البشري تقريباً في عملية التحقق، مما يؤدي إلى تقليل الخطأ البشري وتسجيل المعلومات بدقة.

حتى إذا ارتكب جهاز كمبيوتر على الشبكة خطأ حسابياً، فسيتم ارتكاب الخطأ فقط في نسخة واحدة من البلوكشين. لكي ينتشر هذا الخطأ إلى بقية البلوكشين، يجب أن يتم تنفيذه بواسطة 51٪ على الأقل من أجهزة كمبيوتر الشبكة – وهو شبه مستحيل لشبكة كبيرة ومتنامية بحجم Bitcoin.

تخفيضات التكلفة

عادة، يدفع المستهلكون للبنك للتحقق من معاملة، أو كاتب عدل للتوقيع على وثيقة، أو وزير لإجراء الزواج. تلغي البلوكشين الحاجة إلى التحقق من جهة خارجية – وبالتالي، التكاليف المرتبطة بها.

على سبيل المثال، يتحمل أصحاب الأعمال رسوماً رمزية عندما يقبلون المدفوعات باستخدام بطاقات الائتمان، لأنه يتعين على البنوك وشركات معالجة الدفع معالجة هذه المعاملات. من ناحية أخرى، لا تتمتع Bitcoin بسلطة مركزية ولديها رسوم معاملات محدودة.

اللامركزية

لا تخزن أياً من معلوماتها في موقع مركزي. بدلاً من ذلك، يتم نسخ البلوكشين ونشره عبر شبكة من أجهزة الكمبيوتر. كلما تمت إضافة كتلة جديدة إلى البلوكشين، يقوم كل كمبيوتر على الشبكة بتحديث البلوكشين الخاص به ليعكس التغيير.

من خلال نشر هذه المعلومات عبر شبكة، بدلاً من تخزينها في قاعدة بيانات مركزية واحدة، يصبح التلاعب بـ البلوكشين أكثر صعوبة. إذا سقطت نسخة من البلوكشين في أيدي أحد المتسللين، فسيتم اختراق نسخة واحدة فقط من المعلومات، بدلاً من الشبكة بأكملها.

معاملات فعالة

يمكن أن تستغرق المعاملات التي يتم إجراؤها من خلال سلطة مركزية ما يصل إلى بضعة أيام لتسويتها. إذا حاولت إيداع شيك مساء يوم الجمعة، على سبيل المثال، فقد لا ترى بالفعل أموالاً في حسابك حتى صباح يوم الاثنين.

بينما تعمل المؤسسات المالية خلال ساعات العمل، عادةً خمسة أيام في الأسبوع، تعمل البلوكشين على مدار 24 ساعة في اليوم، وسبعة أيام في الأسبوع، و 365 يوماً في السنة.

يمكن إتمام المعاملات في أقل من 10 دقائق ويمكن اعتبارها آمنة بعد بضع ساعات فقط. هذا مفيد بشكل خاص للتداولات عبر الحدود، والتي عادة ما تستغرق وقتاً أطول بسبب مشكلات المنطقة الزمنية وحقيقة أنه يجب على جميع الأطراف تأكيد معالجة الدفع.

المعاملات الخاصة

تعمل العديد من شبكات البلوكشين كقواعد بيانات عامة، مما يعني أن أي شخص لديه اتصال بالإنترنت يمكنه عرض قائمة بسجل معاملات الشبكة.

على الرغم من أنه يمكن للمستخدمين الوصول إلى تفاصيل حول المعاملات، إلا أنهم لا يستطيعون الوصول إلى معلومات التعريف الخاصة بالمستخدمين الذين يقومون بهذه المعاملات. من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن شبكات البلوكشين مثل bitcoin مجهولة الهوية، في حين أنها في الواقع سرية فقط.

عندما يقوم المستخدم بإجراء معاملة عامة، يتم تسجيل رمزه الفريد – الذي يسمى المفتاح العام، كما ذكرنا سابقاً – على البلوكشين. معلوماتهم الشخصية ليست كذلك.

إذا قام شخص ما بشراء Bitcoin في بورصة تتطلب تحديد الهوية، فإن هوية الشخص لا تزال مرتبطة بعنوان البلوكشين الخاص به – ولكن المعاملة، حتى عندما تكون مرتبطة باسم الشخص، لا تكشف عن أي معلومات شخصية.

المعاملات الآمنة

بمجرد تسجيل المعاملة، يجب التحقق من صحتها بواسطة شبكة البلوكشين. الآلاف من أجهزة الكمبيوتر على blockchain تسارع إلى تأكيد صحة تفاصيل الشراء. بعد أن يتحقق الكمبيوتر من صحة المعاملة، تتم إضافتها إلى كتلة blockchain.

تحتوي كل كتلة في البلوكشين على تجزئة فريدة خاصة بها، إلى جانب التجزئة الفريدة للكتلة التي تسبقها. عندما يتم تحرير المعلومات الموجودة في الكتلة بأي شكل من الأشكال، يتغير كود التجزئة الخاص بهذه الكتلة — ومع ذلك، فإن رمز التجزئة الموجود على الكتلة بعد ذلك لا يتغير. هذا التناقض يجعل من الصعب للغاية تغيير المعلومات على blockchain دون إشعار.

الشفافية

معظم سلاسل الكتل عبارة عن برامج مفتوحة المصدر بالكامل. هذا يعني أنه يمكن لأي شخص وكل شخص عرض الكود الخاص به. يمنح هذا المدققين القدرة على مراجعة العملات المشفرة مثل Bitcoin للأمان. هذا يعني أيضاً أنه لا توجد سلطة حقيقية بشأن من يتحكم في كود Bitcoin أو كيفية تحريره.

لهذا السبب، يمكن لأي شخص اقتراح تغييرات أو ترقيات على النظام. إذا وافق غالبية مستخدمي الشبكة على أن الإصدار الجديد من الكود مع الترقية سليم وجدير بالاهتمام، فيمكن تحديث Bitcoin.

الخدمات المصرفية لغير البنكي

ربما يكون الجانب الأكثر عمقاً في البلوكشين و Bitcoin هو قدرة أي شخص، بغض النظر عن العرق أو الجنس أو الخلفية الثقافية، على استخدامه. وفقاً للبنك الدولي، فإن ما يقدر بنحو 1.7 مليار بالغ ليس لديهم حسابات مصرفية أو أي وسيلة لتخزين أموالهم أو ثرواتهم.

يعيش جميع هؤلاء الأفراد تقريباً في البلدان النامية، حيث لا يزال الاقتصاد في مهده ويعتمد كلياً على النقد.

غالباً ما يكسب هؤلاء الأشخاص القليل من المال الذي يتم دفعه نقداً مادياً. ثم يحتاجون بعد ذلك إلى تخزين هذه الأموال المادية في أماكن مخفية في منازلهم أو أماكن معيشتهم الأخرى، مما يتركهم عرضة للسرقة أو العنف غير الضروري.

يمكن تخزين مفاتيح محفظة البيتكوين على قطعة من الورق، أو هاتف محمول رخيص، أو حتى حفظها إذا لزم الأمر. بالنسبة لمعظم الناس، من المحتمل أن تكون هذه الخيارات مخفية بسهولة أكبر من كومة صغيرة من النقود تحت مرتبة.

تبحث البلوكشين المستقبل أيضاً عن حلول ليس فقط لتكون وحدة حساب لتخزين الثروة ولكن أيضاً لتخزين السجلات الطبية وحقوق الملكية ومجموعة متنوعة من العقود القانونية الأخرى.

5.   عيوب البلوكشين

تكلفة التكنولوجيا

على الرغم من أن البلوكشين يمكن أن يوفر على المستخدمين أموالاً من رسوم المعاملات، إلا أن التكنولوجيا بعيدة كل البعد عن كونها مجانية. على سبيل المثال، يستهلك نظام إثبات العمل الذي تستخدمه شبكة البيتكوين للتحقق من المعاملات كميات هائلة من الطاقة الحسابية.

في العالم الحقيقي، فإن قوة ملايين أجهزة الكمبيوتر على شبكة البيتكوين قريبة مما تستهلكه النرويج وأوكرانيا سنوياً.

بدأت بعض الحلول لهذه القضايا في الظهور. على سبيل المثال، تم إنشاء مزارع تعدين البيتكوين لاستخدام الطاقة الشمسية، والغاز الطبيعي الزائد من مواقع التكسير، أو الطاقة من مزارع الرياح.

السرعة وعدم كفاءة البيانات

Bitcoin هي دراسة حالة مثالية لأوجه القصور المحتملة في البلوكشين. يستغرق نظام إثبات العمل من Bitcoin حوالي 10 دقائق لإضافة كتلة جديدة إلى blockchain.

بهذا المعدل، تشير التقديرات إلى أن شبكة البلوكشين يمكنها فقط إدارة حوالي سبع معاملات في الثانية (TPS). على الرغم من أن العملات المشفرة الأخرى مثل Ethereum تعمل بشكل أفضل من Bitcoin، إلا أنها لا تزال محدودة بواسطة blockchain. فيزا العلامة التجارية القديمة، للسياق، يمكنها معالجة 65000 TPS.

كانت حلول هذه المشكلة قيد التطوير لسنوات. يوجد حالياً blockchain يضم أكثر من 30,000 TPS.

من المتوقع أن يسمح دمج Ethereum بين شبكتها الرئيسية وسلسلة منارة (15 سبتمبر 2022) بما يصل إلى 100000 TPS بعد أن تطرح ترقية تتضمن التجزئة – تقسيم قاعدة البيانات بحيث يصبح المزيد من الأجهزة (الهواتف والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ) يمكن تشغيل Ethereum. سيؤدي ذلك إلى زيادة مشاركة الشبكة وتقليل الازدحام وزيادة سرعة المعاملات.

المشكلة الأخرى هي أن كل كتلة يمكن أن تحتوي فقط على الكثير من البيانات. كان الجدل حول حجم الكتلة، ولا يزال، أحد أكثر القضايا إلحاحاً لقابلية تطوير blockchain للمضي قدماً.

نشاط غير قانوني

بينما تحمي السرية المستخدمين من الاختراق وتحافظ على الخصوصية، فإنها تسمح أيضاً بالتداول والنشاط غير القانونيين على شبكة blockchain.

من أكثر الأمثلة التي يتم الاستشهاد بها على الاستخدامات في المعاملات غير المشروعة هو طريق الحرير، وهو سوق مخدرات غير قانوني على الإنترنت وغسيل الأموال يعمل من فبراير 2011 حتى أكتوبر 2013، عندما تم إغلاقه من قبل مكتب التحقيقات الفدرالي.

تسمح شبكة الويب المظلمة للمستخدمين بشراء وبيع البضائع غير القانونية دون أن يتم تعقبهم باستخدام متصفح Tor وإجراء عمليات شراء غير قانونية في Bitcoin أو غيرها من العملات المشفرة.

تتطلب اللوائح الحالية في الولايات المتحدة من مقدمي الخدمات المالية الحصول على معلومات حول عملائهم عندما يفتحون حساب، والتحقق من هوية كل عميل، والتأكد من عدم ظهور العملاء في أي قائمة بالمنظمات الإرهابية المعروفة أو المشتبه بها.

اليوم، يمثل النشاط غير القانوني جزء صغير جداً من جميع معاملات البيتكوين.

التنظيم

أعرب الكثير في مجال التشفير عن مخاوفهم بشأن التنظيم الحكومي على العملات المشفرة. في حين أن إنهاء شيء مثل Bitcoin يزداد صعوبة ويقترب من المستحيل مع نمو شبكتها اللامركزية، يمكن للحكومات نظرياً أن تجعل امتلاك العملات المشفرة أو المشاركة في شبكاتها أمراً غير قانوني.

أصبح هذا القلق أصغر بمرور الوقت، حيث بدأت الشركات الكبيرة مثل PayPal في السماح بملكية واستخدام العملات المشفرة على نظامها الأساسي.

المحصلة النهائية

 مع وجود العديد من التطبيقات العملية للتكنولوجيا التي يجري تنفيذها واستكشافها بالفعل، فإن blockchain يصنع اسماً لنفسه أخيراً في جزء لا بأس به بسبب البيتكوين والعملات المشفرة. باعتبارها كلمة طنانة على لسان كل مستثمر في الدولة، فإن blockchain يجعل الأعمال والعمليات الحكومية أكثر دقة وكفاءة وأماناً ورخيصة، مع عدد أقل من الوسطاء.