بلاک چین چیست و چگونه کار می‌کند؟

فرارو-اگر طی ده سال گذشته پیگیری امور بانکی، سرمایه گذاری یا رمزنگاری بوده اید، احتمالا با فن آوری بلاک چین (blockchain) که در پشت شبکه بیت کوین قرار دارد، آشنا هستید. در تلاش برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد blockchain، شما احتمالاً با تعریفی مانند این روبرو شده اید: «بلاک چین یک دفتر توزیع شده، غیرمتمرکز و عمومی است.»، اما این مفاهیم به چه معنا است؟

برخی معتقدند که این فن آوری بسیار پیچیده است، اما چرا آن را "blockchain" می‌نامیم؟ در ابتدایی‌ترین سطح خود، blockchain به معنای واقعی کلمه فقط یک زنجیره بلوک است، اما در معنای خاص خود. پس در ابتدا باید مشخص کنیم که وقتی در این متن از کلمات «بلوک» و «زنجیره» استفاده می‌کنیم، در واقع ما در مورد اطلاعات دیجیتالی (بلوک) ذخیره شده در یک پایگاه داده عمومی (زنجیره) صحبت می‌کنیم.

«بلوک»‌های موجود در بلاک چین از اطلاعات دیجیتالی تشکیل شده است که به طور خاص، شامل سه بخش هستند:

یک. بلوک‌ها اطلاعات مربوط به معاملات مانند تاریخ، زمان و مبلغ دلاری آخرین خرید شما را ذخیره می‌کنند.

دو. بلوک‌ها اطلاعات در مورد اینکه چه کسی در معاملات شرکت می‌کند را ذخیره می‌کند. برای مثال یک بلوک برای خرید عمده شما از آمازون، نام شما را به همراه Amazon.com، شرکت (AMZN) ضبط می‌کند. به جای استفاده از نام واقعی، خرید شما بدون هیچ گونه اطلاعات شناسایی با استفاده از «امضای دیجیتال» منحصر به فرد، مانند نوعی نام کاربری ثبت می‌شود.

سه. بلوک ها، اطلاعاتی که آن‌ها را از سایر بلوک‌ها متمایز می‌کند را ذخیره می‌کند. دقیقاً مثل ما انسان‌ها که نام‌هایی داریم تا بتوانیم از یکدیگر متمایز شویم، هر بلوک نیز کد منحصر به فردی به نام «هش» (Hash) را ذخیره می‌کند که به ما امکان می‌دهد جدا از هر بلوک دیگری اعلام کنیم. هش‌ها کد‌های رمزنگاری هستند که توسط الگوریتم‌های خاص ایجاد شده اند. در نظر بگیرید که شما در حال انجام یک خرید اینترنتی عالی هستید، اما در حالی که خرید شما در حال پردازش است شما مجددا تصمیم می‌گیرید که یکی دیگر هم سفارش دهید. حتی اگر جزئیات معامله جدید شما با خرید قبلی شما تقریباً یکسان به نظر برسد، ما هنوز می‌توانیم به دلیل کد‌های منحصر به فرد آن ها، بلوک‌ها را از هم جدا کنیم.

اگر چه در مثال ساده بالا هر بلوک برای ذخیره یک خرید واحد در نظر گرفته شده، اما در واقعیت ماجرا کمی متفاوت است. یک بلوک واحد در بلاک چین بیت کوین می‌تواند حداکثر ۱ مگابایت داده را ذخیره کند. بسته به اندازه معاملات، این بدان معناست که یک بلوک واحد می‌تواند چند هزار تراکنش را در زیر یک سقف قرار دهد.

هنگامی که یک بلوک، داده‌های جدید را ذخیره می‌کند به بلاک چین اضافه می‌شود. همانطور که از نام آن پیداست، Blockchain شامل چندین بلوک است که به هم وصل شده اند. برای اینکه یک بلوک به blockchain اضافه شود، باید چهار اتفاق رخ دهد:

یک: یک معامله باید رخ دهد. بیایید با مثال خرید از یک فروشگاه اینترنتی ادامه دهیم. بعد از جستجو در فروشگاه و کلیک‌های سریع و متعدد در نهایت تصمیم خود را می‌گیرید و خرید می‌کنید. همانطور که در بالا اشاره کردیم، در بسیاری از موارد، یک بلوک هزاران تراکنش را به هم متصل می‌کند؛ بنابراین خرید شما به همراه اطلاعات تراکنش کاربران دیگر در این بلوک ذخیره می‌شود.

دو: این معامله باید تأیید شود. پس از انجام آن خرید، معامله شما باید تأیید شود. اما در blockchain، این کار در اختیار شبکه رایانه‌ها است. وقتی خرید خود را از فروشگاه اینترنتی انجام می‌دهید، آن شبکه رایانه‌ها سریعا به بررسی معامله شما به روشی که گفته اید می‌پردازد. یعنی جزئیات خرید از جمله زمان معامله، مبلغ دلار و شرکت کنندگان در معامله را تأیید می‌کنند. (احتمالا در یک ثانیه.)

سه: آن معامله باید در یک بلوک ذخیره شود. پس از تأیید صحت معامله شما، چراغ سبز می‌شود. مبلغ دلار معامله، امضای دیجیتال شما و امضای دیجیتال فروشگاه، همه در یک بلوک ذخیره می‌شوند. در این بلوک، معامله شما احتمالاً به صد‌ها یا هزاران معمله دیگر مانند آن می‌پیوندد.

چهار: به آن بلوک باید هش داده شود. پس از تأیید همه معاملات یک بلوک، باید یک کد شناسایی کننده منحصر به فرد به نام هش به آن داده شود. این هش همچنین به جدیدترین بلوک اضافه شده به blockchain داده می‌شود. پس از هش شدن، می‌توان بلوک را به blockchain اضافه کرد.

 

وقتی آن بلوک جدید به blockchain اضافه شد، در دسترس عموم قرار می‌گیرد-حتی شما. اگر به blockchain Bitcoin نگاهی بیندازید، خواهید دید که به داده‌های معامله دسترسی دارید. اطلاعاتی مربوط به زمان (Time)، مکان (Height)، و توسط چه کسی ("Relay By").

هر کسی می‌تواند محتویات blockchain را مشاهده کند و کاربران همچنین می‌توانند رایانه‌های خود را به عنوان گره به شبکه blockchain متصل کنند. با انجام این کار، رایانه آن‌ها یک نسخه از blockchain را که به طور خودکار بروزرسانی می‌شود. به عبارت دیگر هر زمان که بلاک جدید اضافه شود، شما می‌توانید آن را دریافت کنید. چیزی شبیه به اینستاگرام یا فیسبوک که هر زمان که وضعیت جدیدی ارسال شود، صفحه شما نیز در لحظه به روز رسانی می‌شود.

هر رایانه‌ای در شبکه blockchain دارای نسخه مختص به خود از blockchain است. به این معنی که هزاران نسخه، یا در مورد بیت کوین، میلیون‌ها نسخه از همان blockchain وجود دارد. اگرچه هر نسخه از blockchain یکسان است، اما انتشار اطلاعات در شبکه‌های گسترده رایانه ای، دستکاری آن‌ها را بسیار دشوار می‌کند. در واقع در blockchain، شما با یک گزارش قطعی و اختصاصی از وقایع که قابلیت دستکاری داشته باشند مواجه نیستید. یک هکر برای دستکاری، نیاز به نفوذ در هر یک نسخه‌های موجود از blockchain در شبکه را دارد. به همین دلیل است که در تعریف blockchain آن را «یک دفترچه توزیع شده» معرفی می‌کنند.

با این حال اگر به blockchain Bitcoin، نگاه کنید متوجه می‌شوید که به اطلاعات مربوط به کاربران در حال انجام معاملات دسترسی ندارید. اگرچه معاملات روی بلاک چین کاملاً ناشناس نیستند، اما اطلاعات شخصی در مورد کاربران فقط به امضای دیجیتال یا نام کاربری آن‌ها محدود می‌شود.

این مسأله سوال مهمی را ایجاد می‌کند: اگر ندانیم چه کسی بلوک‌هایی را به blockchain اضافه می‌کند، چگونه می‌توان به blockchain یا شبکه رایانه‌هایی که از آن پشتیبانی می‌کنند اعتماد کرد؟

فناوری Blockchain موضوعات مختلف امنیتی و اعتماد را از چندین طریق مد نظر قرار می‌دهد. اول این که بلوک‌های جدید همیشه بصورت خطی و بر اساس تاریخ ذخیره می‌شوند. برای همین بلوک‌های جدید همیشه به «انتهای» blockchain اضافه می‌شوند. اگر به blockchain Bitcoin نگاهی بیندازید، خواهید دید که هر بلوک دارای یک موقعیت به نام «ارتفاع» در زنجیره است. در ژانویه سال ۲۰۲۰، ارتفاع بلوک به ۶۱۵.۴۰۰ رسیده بود.

بعد از اینکه یک بلوک به انتهای بلاک چین اضافه شد، برگرداندن و تغییر محتوای بلوک بسیار دشوار است. به این دلیل که هر بلوک حاوی هش مخصوص به خود، به همراه هش بلوک قبل از آن است. کد‌های هش توسط یک عملکرد ریاضی ایجاد می‌شوند که اطلاعات دیجیتال را به رشته‌ای از اعداد و حروف تبدیل می‌کند. اگر این اطلاعات به هر طریق یا دلیل ویرایش شود، کد هش نیز تغییر می‌کند.

 

بیایید با یک مثال ساده ماجرا را مرور کنیم. فرض کنید یک هکر سعی دارد معاملات شما از آمازون دستکاری کند تا شما مجبور شوید دو بار برای یک خرید خود، پول بپردازید. به محض اینکه مقدار دلار معامله شما را ویرایش کند، هش بلوک تغییر خواهد کرد. اما بلوک بعدی در زنجیره هنوز حاوی هش قدیمی است و هکر برای پوشش اقدام خود باید آن بلوک را نیز ویرایش کند. با انجام این کار، هش این بلوک تغییر خواهد کرد و هکر مجددا باید بلوک‌های بعدی را ویرایش کند.

بنابراین، برای تغییر یک بلوک واحد، یک هکر نیاز دارد که تک تک بلوک‌های بعدی را روی blockchain تغییر دهد. در نظر بگیرید که چنین کاری نیاز به چه میزان برنامه محاسباتی و انرژی دارد. به سخن ساده پس از افزودن یک بلوک به blockchain، ویرایش آن بسیار مشکل است و حذف آن غیرممکن.

برای حل مسئله اعتماد، شبکه‌های blockchain تست‌هایی را برای رایانه‌هایی که می‌خواهند به آن بپیوندند و بلوک‌های زنجیره‌ای را اضافه کنند، انجام داده اند. این آزمایشات که «مدل‌های اجماع» نامیده می‌شود، کاربران را مجبور می‌کند قبل از شرکت در یک شبکه blockchain، خود را «ثابت کنند». یکی از متداول‌ترین نمونه‌هایی که بیت کوین به کار می‌برد «اثبات کار» نامیده می‌شود.

در اثبات سیستم اثبات کار، کامپیوتر‌ها باید ثابت کنند که در زمینه حل یک مشکل ریاضی محاسباتی پیچیده، «کار» کرده اند. اگر رایانه‌ای یکی از این مشکلات را حل کند، واجد شرایط اضافه کردن یک بلوک به blockchain می‌شوند. اما روند اضافه کردن بلوک به blockchain، از آنچه جهان رمزنگاری آن را «معدن» می‌نامد آسان نیست. در حقیقت، شانس حل یکی از این مشکلات در شبکه بیت کوین در حدود یک در هر ۱۵.۵ تریلیون در ژانویه سال ۲۰۲۰ بود.

برای حل مشکلات ریاضی پیچیده در چنین شرایطی، رایانه‌ها باید برنامه‌هایی را اجرا کنند که مقادیر قابل توجهی از انرژی را مصرف می‌کند که این امر هزینه بسیار بالایی دارد.

سیستم اثبات کار حملات هکر‌ها را غیرممکن نمی‌کند، اما باعث می‌شود اقدامات آن‌ها تا حدودی بی فایده باشد. اگر یک هکر می‌خواست یک حمله به blockchain را هماهنگ کند، باید بیش از ۵۰ ٪ از کل توان محاسباتی را در blockchain کنترل کنند تا بتوانند بر همه شرکت کنندگان دیگر در شبکه غلبه کند. با توجه به ابعاد فوق العاده blockchain Bitcoin، برای یک حمله موفق، به اصطلاح نیاز به کنترل ۵۱ ٪ شبکه است که تقریباً بیش از حد غیرممکن است.

هدف از blockchain این است که اجازه دهد اطلاعات دیجیتالی ضبط و توزیع شوند، اما بدون امکان ویرایش. این مفهوم احتمالا کمی پیچیده به نظر برسد، بنابراین اجازه دهید نگاهی بیندازیم به نخستین کاربرد فناوری blockchain تا بدانیم که این فن آوری در واقع چگونه کار می‌کند.

فناوری Blockchain برای اولین بار در سال ۱۹۹۱ توسط «استوارت هابر» و «دبلیو اسکات استورنتا»، دو محقق که می‌خواستند سیستمی را پیاده سازی کنند که اسناد چاپی در آن دخالتی نداشته باشند. اما تقریباً دو دهه بعد و با راه اندازی بیت کوین در ژانویه سال ۲۰۰۹، بود که blockchain اولین برنامه دنیای واقعی خود را آغاز کرد.

بر این اساس پروتکل بیت کوین روی blockchain ساخته شد که نخستین خالقش (فرد یا افرادی با نام مستعار Satoshi Nakamoto) از آن به عنوان «سیستم جدید و مستقیم الکترونیکی پول نقد» یاد کرد.

 

به احتمال زیاد میلیون‌ها انسان در سراسر جهان وجود دارند که حداقل بخشی از بیت کوین را در اختیار دارند. حال در نظر بگیرید که یکی از آن میلیون‌ها نفر می‌خواهد بیت کوین خود را در فروشگاه خرج کنند. اینجاست که blockchain وارد می‌شود.

وقتی صحبت از پول چاپی می‌شود، استفاده از آن معمولا توسط یک مقام رسمی همچون یک بانک یا دولت تنظیم و تأیید می‌شود. اما بیت کوین توسط کسی کنترل نمی‌شود و در عوض، معاملات انجام شده در بیت کوین توسط شبکه‌ای از رایانه‌ها تأیید می‌شوند. این همان چیزی است که «شبکه غیرمتمرکز» نامیده می‌شود.

هنگامی که یک نفر با استفاده از بیت کوین بهای کالایی را به دیگری را پرداخت می‌کند، رایانه‌های موجود در شبکه Bitcoin برای تأیید معامله به رقابت می‌پردازند. به منظور انجام این کار، کاربران برنامه‌ای را روی رایانه‌های خود اجرا می‌کنند و سعی می‌کنند مشکل ریاضی پیچیده‌ای بنام «هش» را حل کنند. هنگامی که یک رایانه مشکل را با هش کردن یک «بلوک» حل می‌کند، کار الگوریتمی آن نیز تأیید می‌شود. معاملات همانطور که در بالا گفته شد، تکمیل شده به صورت عمومی در بلوک زنجیره ضبط و ذخیره می‌شود و دیگر قابل تغییر نیست. در مورد بیت کوین و اکثر بلاک چین‌های دیگر، رایانه‌هایی که با موفقیت بلوک‌ها را تأیید می‌کنند، برای کار خود پاداش می‌گیرند که معمولاً از آن به عنوان «معدن» یاد می‌شود.

اگرچه معاملات به طور عمومی روی blockchain ضبط می‌شوند، اما داده‌های کاربر وجود ندارد یا حداقل به طور کامل نیست. برای انجام معاملات در شبکه بیت کوین، شرکت کنندگان باید برنامه‌ای با نام «کیف پول» را اجرا کنند. هر کیف پول از دو کلید رمزنگاری منحصر به فرد و مجزا تشکیل شده است: یک کلید عمومی و یک کلید خصوصی. کلید عمومی مکانی است که معاملات به آن سپرده شده و از آن خارج می‌شوند. این کلید همچنین به عنوان امضای دیجیتالی کاربر در صفحه اصلی blockchain ظاهر می‌شود.

حتی اگر کاربر در بیت کوین با کلید عمومی خود مبلغی را دریافت کند، قادر نخواهد بود آن‌ها را با کلید شخصی پس بگیرد. کلید عمومی کاربر نسخه کوتاه شده از کلید خصوصی آن‌ها است که از طریق یک الگوریتم پیچیده ریاضی ایجاد شده است. با این حال، به دلیل پیچیدگی این معادله، معکوس کردن روند و تولید کلید خصوصی از یک کلید عمومی تقریباً غیرممکن است. به همین دلیل، فناوری blockchain محرمانه تلقی می‌شود.

شما می‌توانید کلید عمومی را به عنوان کلید درب مدرسه و کلید خصوصی را به عنوان کلید صندوق پستی در نظر بگیرید. معلمان، دانش آموزان و حتی برخی افراد دیگر می‌توانند وارد مدرسه شوند با این حال، تنها شخصی که می‌تواند محتوای صندوق پستی را ببیند، شخصی است که کلید منحصر به فرد دارد. البته لازم به ذکر است، در حالی که کلید‌های خصوصی در شبکه ذخیره می‌شوند، هیچ بانک اطلاعاتی مرکزی وجود ندارد که کلید‌های خصوصی شبکه blockchain را ردیابی کند. اگر یک کاربر کلید خصوصی خود را از دست بدهد، دسترسی به کیف پول بیت کوین خود را نیز از دست خواهد داد.

یک زنجیره عمومی واحد
در شبکه بیت کوین، blockchain نه تنها توسط یک شبکه عمومی از کاربران به اشتراک گذاشته و نگهداری می‌شود، بلکه در مورد آن نیز توافق می‌شود. هنگامی که کاربران به شبکه می‌پیوندند، کامپیوتر متصل آن‌ها یک نسخه از blockchain را دریافت می‌کند و هر زمان بلوک جدید معاملات اضافه شود، کامپیوتر نیز به روز می‌شود.

پروتکل blockchain از وجود فرایند‌های مختلف با استفاده از فرآیندی بنام «اجماع»، مانع از وجود چندین blockchain می‌شود. در حضور نسخه‌های متعدد و متفاوت blockchain، پروتکل اجماع طولانی‌ترین زنجیره موجود را اتخاذ می‌کند. کاربران بیشتر در قالب blockchain بدان معنی است که بلاک‌ها می‌توانند سریعتر به انتهای زنجیره اضافه شوند. با این منطق، blockchain همان چیزی است که بیشتر کاربران به آن اعتماد دارند. پروتکل اجماع یکی از بزرگترین نقاط قوت فناوری blockchain است.

ضد هک
از نظر تئوریک، ممکن است هکر بتواند از حق اکثریت، در آنچه که به آن ۵۱ ٪ گفته می‌شود، استفاده کند. فرض کنید که پنج میلیون رایانه در شبکه بیت کوین وجود دارد. برای دستیابی به اکثریت در شبکه، یک هکر باید حداقل ۲.۵ میلیون و یکی از آن رایانه‌ها را کنترل کند. با انجام این کار، یک مهاجم یا گروهی از مهاجمان می‌توانند در روند ثبت معاملات جدید دخالت کنند. آن‌ها می‌توانند معامله‌ای را ارسال کنند و سپس آن را معکوس کنند، در حالی که سکه‌ای را که خرج کرده اند، هنوز در اختیار دارند.

اجرای چنین حمله‌ای برای اجرای یک blockchain در مقیاس بیت کوین بسیار دشوار است، زیرا دستیابی به کنترل میلیون‌ها رایانه غیرممکن به نظر می‌رسد. هنگامی که بیت کوین برای اولین بار در سال ۲۰۰۹ تاسیس شد و کاربران آن فقط ده‌ها نفر بود، برای یک مهاجم راحت بود که قدرت محاسباتی در شبکه را کنترل کند. با این حال این ویژگی blockchain در تئوری به عنوان یکی از نقاط ضعف ارز‌های رمزنگاری شده اعلام شده است.

ترس کاربران از حملات موسوم به ۵۱ ٪ در واقع می‌تواند شکل گیری اقبال عمومی بر روی blockchain را محدود کند. ناتانیل پوپر، روزنامه نگار در نیویورک تایمز، در مقاله‌ای می‌نویسد که چگونه گروهی از کاربران با نام "Bitfury" هزاران رایانه پرقدرت را جمع آوری کردند تا بتوانند به کنترل این شبکه را به دست بیاورند.

استفاده از Bitfury
تا مارس ۲۰۱۴، Bitfury بیش از ۵۰ ٪ از کل توان محاسباتی شبکه blockchain را بر عهده داشت. اما این گروه به جای تداوم افزایش قدرت خود در شبکه، خود را با شبکه تنظیم کرده و اعلام کردند که هرگز توان خود از ۴۰ درصد بالاتر نبرند. Bitfury می‌دانست که اگر کنترل خود را بر شبکه ادامه دهند، ارزش بیت کوین سقوط می‌کند، زیرا کاربران برای مقابله با احتمال حمله ۵۱ ٪، سکه‌های خود را می‌فروختند. به عبارت دیگر، اگر کاربران ایمان خود را به شبکه blockchain از دست بدهند، کارکرد آن نیز از میان خواهد رفت.

به نظر می‌رسد که blockchain در واقع یک روش بسیار قابل اعتماد برای ذخیره داده‌ها در مورد انواع دیگر معاملات است. در حقیقت، از فناوری blockchain می‌توان برای ذخیره داده‌ها در مورد تبادل املاک، توقف در یک زنجیره تأمین و حتی رأی دادن به نامزد استفاده کرد.

شبکه خدمات حرفه‌ای Deloitte به تازگی علاقه برخی شرکت‌ها به استفاده از blockchain در فعالیت‌های تجاری خود مورد بررسی قرار داده است. این نظرسنجی که در هفت کشور و از میان هزار شرکت صورت گرفت، نشان داد که ۳۴ ٪ این شرکت‌ها در حال حاضر از blockchain ادر تولیدات خود استفاده می‌کنند. این در حالی است که ۴۱ ٪ دیگر انتظار داشتند که ظرف ۱۲ ماه آینده یک برنامه blockchain را بکار گیرند. بعلاوه، نزدیک به ۴۰ ٪ شرکت‌های مورد بررسی گزارش دادند که در سال آینده، ۵ میلیون دلار یا بیشتر در بلاک چین سرمایه گذاری کنند. در اینجا برخی از محبوب‌ترین کاربرد‌های blockchain مورد بررسی قرار می‌گیرد.

بانکداری
شاید هیچ صنعتی بیش از بانکداری از مزایای استفاده از blockchain در فعالیت‌های تجاری خود سود نبرده است. مؤسسات مالی فقط در ساعات کاری و پنج روز در هفته فعالیت می‌کنند. این بدان معناست که اگر سعی می‌کنید چک را در آخر هفته کاری و در ساعت ۶ بعد از ظهر واریز کنید، احتمالاً باید تا صبح اول هفته منتظر بمانید تا ببینید این پول به حساب شما رسیده است یا خیر. حتی اگر سپرده خود را در ساعات کاری انجام دهید، معامله می‌تواند یک یا سه روز بخاطر حجم زیاد معاملات طول بکشد این در حالی است که Blockchain هرگز تعطیلی ندارد.

با ادغام blockchain در بانک‌ها، مصرف کنندگان می‌توانند معاملات خود را در طی ۱۰ دقیقه پردازش کنند. اساساً مدت زمان لازم برای افزودن بلوک به blockchain، فارغ از زمان یا روز هفته است. با وجود blockchain، بانک‌ها همچنین این فرصت را دارند که سریعتر و ایمن‌تر بین صندوق‌ها و موسسات مبادله انجام دهند.

با توجه به حجم مبالغ درگیر شده، چند روزی که پول در حال ترانزیت است می‌تواند هزینه‌های و ریسک‌های قابل توجهی را برای بانک‌ها به همراه داشته باشد. Capgemini، یک مشاور فرانسوی، تخمین می‌زند که مصرف کنندگان می‌توانند سالانه ۱۶ میلیارد دلار هزینه بانکی و بیمه را از طریق برنامه‌های مبتنی بر blockchain صرفه جویی کنند.

استفاده در رمزنگاری
Blockchain بستر معاملات ارز‌های رمزپایه مانند بیت کوین را تشکیل می‌دهد. همانطور که قبلاً اشاره کردیم، ارز‌هایی مانند دلار آمریکا توسط یک مقام رسمی، معمولاً یک بانک یا دولت تنظیم و تأیید می‌شود. اگر بانک کاربر از بین برود یا این که کاربر در کشوری با دولت ناپایدار زندگی کند، ممکن است ارزش پول او در معرض خطر باشد. این‌ها دقیقا نگرانی‌هایی است که بیت کوین از دل آن به وجود آمده است.

با پخش عملیات در شبکه‌های رایانه ای، blockchain به بیت کوین و دیگر رمزارز‌ها اجازه می‌دهد بدون نیاز به یک مقام رسمی و مرکزی، فعالیت کنند. این امر نه تنها ریسک را کاهش می‌دهد بلکه بسیاری از هزینه‌های پردازش و معاملات را نیز از بین می‌برد. این مسأله همچنین به کشور‌هایی که ارز‌های ناپایدار دارند ارز پایدار‌تر با برنامه‌های بیشتر و شبکه گسترده تری از افراد و موسسات را در محیط بین الملل ارائه می‌دهد.

بهداشت
ارائه دهندگان خدمات بهداشتی می‌توانند از بلاک چین استفاده کنند تا سوابق پزشکی بیماران خود را ایمن نگه دارند. هنگامی که یک پرونده پزشکی ایجاد و امضا می‌شود، می‌توان آن را در زنجیره نوشت، که به بیماران اطمینان می‌دهد که پرونده قابل تغییر نیست. این سوابق مربوط به سلامت شخصی می‌توانند با یک کلید خصوصی بر روی blockchain رمزگذاری و ذخیره شوند، به طوری که آن‌ها فقط توسط افراد خاص قابل دسترسی هستند و از این طریق از حریم شخصی اطمینان حاصل می‌شود.

املاک
اگر تاکنون وقت خود را در دفتر ثبت محلی خود گذرانده باشید، می‌دانید که روند ثبت حقوق مالکیت بسیار سنگین و ناکارآمد است. امروز، یک سند فیزیکی باید به یک کارمند دولتی در دفتر ضبط محلی تحویل داده شود تا آن را به صورت دستی در بانک اطلاعات مرکزی و فهرست عمومی شهر وارد کند. در مورد اختلافات ملکی و مطالبات مربوط به مال باید با شاخص عمومی مذاکره و تفاهم شود.

در این فرایند مسأله صرفا هزینه و وقت نیست بلکه این امر با خطای انسانی همراه است، جایی که هر بی دقتی ممکن است ردیابی مالکیت املاک را دشوار سازد. Blockchain این پتانسیل را دارد که نیاز به اسکن اسناد و ردیابی پرونده‌های فیزیکی در یک دفتر ثبت محلی را از بین ببرد. اگر مالکیت املاک در blockchain ذخیره و تأیید شود، مالکان می‌توانند اطمینان یابند که اسناد آن‌ها دقیق و دائمی است.

قرارداد‌های هوشمند
یک قرارداد هوشمند یک کد کامپیوتری است که می‌تواند برای تسهیل، تأیید یا مذاکره در مورد توافق نامه در داخل زنجیره‌ای ساخته شود. قرارداد‌های هوشمند تحت مجموعه‌ای از شرایطی که کاربران با آن‌ها موافق هستند عمل می‌کنند. وقتی این شرایط محقق شود، شرایط توافق به طور خودکار انجام می‌شود.

فرض کنید، یک نفر با استفاده از یک قرارداد هوشمند، آپارتمان خود را به شما اجاره دهد. بر اساس توافق به محض اینکه مبلغ پیش پرداخت خود را به پرداخت کنید، کد ورودی درب آپارتمان برای شما ارسال می‌شود و هر دو طرف بخش معامله خود را به قرارداد هوشمند ارسال می‌کنید. پرداخت‌ها از همین طریق انجام می‌شود و با اتمام قرارداد، پیش پرداخت شما نیز به طور خودکار عودت داده می‌شود. این امر هم هزینه‌های معمول ثبت اسناد رسمی را کاهش می‌دهد و هم دو طرف معامله از وجود یک قرارداد ایمن و کارا مطمئن می‌کند.

زنجیره تامین
تهیه کنندگان می‌توانند از blockchain برای ثبت منشاء موادی که خریداری کرده اند استفاده کنند. این امر به شرکت‌ها اجازه می‌دهد تا صحت محصولات خود را به همراه برچسب‌های بهداشتی و اخلاقی مانند «ارگانیک»، «محلی» و «تجارت عادلانه» بررسی کنند. همانطور که توسط Forbes گزارش شده است، صنایع غذایی در حال حرکت به سمت استفاده از blockchain هستند تا به طور فزاینده مسیر و ایمنی مواد غذایی را از مزرعه تا مصرف کننده، پیگیری کنند.

رای گیری
استفاده از blockchain در رای گیری، امکان از بین بردن تقلب در انتخابات و افزایش مشارکت رای دهندگان را فراهم می‌کند، همانطور که در انتخابات میان دوره‌ای نوامبر ۲۰۱۸ در غرب ویرجینیا آزمایش شد. هر رأی می‌تواند به عنوان یک بلوک در blockchain ذخیره شود و این امر دستکاری در آن‌ها را تقریبا غیرممکن می‌کند. پروتکل blockchain همچنین باعث شفافیت در روند انتخابات می‌شود و پرسنل مورد نیاز برای انجام انتخابات را کاهش می‌دهد. همچنین بلاک چین این امکان را دارد که نتایج انتخابات را به صورت فوری ارائه دهد.

در حالی که حاشیه‌های قابل توجهی درباره blockchain وجود دارد، چالش‌های قابل توجهی نیز برای پذیرش آن وجود دارد. موانع استفاده از فناوری blockchain امروز فقط فنی نیست. چالش‌های واقعی، سیاسی و نظارتی است. در اینجا برخی از چالش‌های موجود بر سر راه استفاده گسترده از blockchain آورده شده است

هزینه فن آوری
اگرچه blockchain می‌تواند باعث صرفه جویی در هزینه‌های معامله شود، اما این فناوری بسیار پر هزینه است. برای مثال سیستم «اثبات کار» که بیت کوین برای اعتبارسنجی معاملات از آن استفاده می‌کند، مقادیر زیادی از انرژی را مصرف می‌کند. در دنیای واقعی، قدرت میلیون‌ها رایانه در شبکه بیت کوین نزدیک به چیزی است که دانمارک سالانه از آن استفاده می‌کند. تمام این انرژی هزینه دارد و طبق تحقیقات جدیدی که از طرف شرکت تحقیقاتی Elite Fixtures انجام شده، هزینه استخراج یک بیت کوین با توجه به موقعیت مکانی، از ۵۳۱ تا ۲۶۱۷۰ دلار متفاوت است.

ناکارآمدی سرعت
بیت کوین یک مطالعه موردی عالی برای ناکارآمد‌های احتمالی blockchain است. سیستم «اثبات کار» بیت کوین حدود ده دقیقه طول می‌کشد تا یک بلوک جدید به blockchain اضافه کند. با این سرعت، تخمین زده می‌شود که شبکه blockchain فقط هفت معاملات در ثانیه (TPS) را مدیریت کند. اگرچه ارز‌های رمزپایه دیگر، عملکرد بهتری نسبت به بیت کوین دارند، اما هنوز هم توسط blockchain محدود هستند.

فعالیت‌های غیرقانونی
در حالی که محرمانه بودن در شبکه blockchain کاربران را از هک و محافظت از حریم خصوصی محافظت می‌کند، اما امکان تجارت و فعالیت غیرقانونی در شبکه blockchain را نیز فراهم می‌کند. بارزترین نمونه از استفاده غیر قانونی از blockchain، احتمالاً Silk Road است. یک بازار اینترنتی «تاریک» که از فوریه ۲۰۱۱ تا اکتبر ۲۰۱۳ فعال بود.

این وب سایت به کاربران اجازه می‌داد بدون ردیابی، وب سایت را مرور کنند و خرید‌های غیرقانونی در بیت کوین انجام دهند. مقررات فعلی ایالات متحده از ناشناس ماندن کامل کاربران مبادلات آنلاین مانند آن‌هایی که روی blockchain ساخته شده اند جلوگیری می‌کند. در ایالات متحده، مبادلات آنلاین باید هنگام باز کردن حساب، اطلاعات مربوط به مشتریان خود را ثبت کنند. هویت هر مشتری باید تأیید شود و همچنین باید ثابت شود که مشتریان در هیچ لیست سازمان‌های تروریستی شناخته شده یا مشکوک قرار ندارند.

نگرانی بانک‌های مرکزی
چندین بانک مرکزی از جمله فدرال رزرو، بانک کانادا و بانک مرکزی انگلیس تحقیقات مربوط به ارز‌های دیجیتال را آغاز کرده اند. مطابق گزارش تحقیق بانک مرکزی انگلیس، در فوریه ۲۰۱۵، «تحقیقات دیگری نیز لازم است که سیستمی را طراحی کند که بتواند از فناوری لجر توزیع شده استفاده کند، بدون آنکه توانایی بانک مرکزی در کنترل ارز خود و امنیت سیستم در برابر حمله سیستماتیک را به خطر بیاندازد.»

حساسیت‌های هک
شبکه‌های جدید رمزنگاری شده و شبکه‌های blockchain مستعد حملات ۵۱ ٪ هستند. به دلیل قدرت محاسباتی لازم برای به دست آوردن کنترل اکثریت یک شبکه blockchain، اجرای این حملات بسیار دشوار است، اما «جوزف بوناو»، محقق علوم کامپیوتر دانشگاه نیویورک می‌گوید که این شرایط ممکن است در آینده تغییر کند. Bonneau سال گذشته گزارشی را منتشر کرد که تخمین می‌زد، احتمال حملات ۵۱ درصدی بسیار افزایش یافته چرا که هکر‌ها اکنون می‌توانند به جای خرید تجهیزات، به راحتی آن‌ها را اجاره کنند.

بلاک چین طی دو دهه گذشته سهم نسبتاً خوبی از اقبال عمومی را مشاهده کرده و مشاغل مختلف در سراسر جهان حدس می‌زنند که این فناوری در سال‌های بعد قادر خواهد بود به یک سمبل تبدیل شود. با وجود بسیاری از برنامه‌های کاربردی در فناوری که در سال‌های اخیر ظاهر شدند، بلاکچین در بیست و هفت سالگی خود نامی را برای خودش دست و پا کرده است. به عنوان کلمه کلیدی در زبان هر سرمایه گذار در کشور، blockchain می‌کوشد تا عملیات تجاری و دولتی را دقیق تر، کارآمدتر و مطمئن‌تر انجام دهد. به سخن دیگر در دهه سوم ظهور blockchain، دیگر سوال اصلی این نیست که آیا شرکت‌های بزرگ به این فناوری «می پیوندند»، بلکه سوال اصلی این است که «چه موقع» خواهند پیوست.