دنیایی بدون سرور مرکزی، بدون واسطه، اما با ثبت دقیق هر تراکنش، آن هم به شکلی که هیچ کس نتواند چیزی را حذف یا دستکاری کند را تصور کنید. راز این نظم بی‌نقص در یک ساختار ساده اما قدرتمند یه نام «بلاک» نهفته است. بلاک‌ها مانند تپش‌های منظم قلب، حیات بلاک چین را زنده نگه می‌دارند. هر بلاک گذشته را به آینده پیوند می‌زند و امنیت شبکه را در دل خود حفظ می‌کند. اما برای اینکه بدانید بلاک دقیقاً چیست؟ چه چیزی درون آن ذخیره می‌شود و چرا تا این اندازه حیاتی است؟ در این مقاله از بروکر آرون گروپس، با ما همراه باشید.
نکات کلیدی:
|
بلاک (Block) در بلاکچین چیست و چرا اهمیت دارد؟
بلاک در بلاکچین، مانند یک «صفحه از یک دفتر دیجیتال» است که اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها در آن نوشته می‌شوند. هر بلاک شامل مجموعه‌ای از تراکنش‌های تایید شده، زمان ثبت آنها، کدی به نام هش و اشاره‌ای به بلاک قبلی است.
اهمیت بلاک در این است که به کمک آن، اطلاعات به صورت دائمی، شفاف و بدون امکان تغییر در شبکه ذخیره می‌شوند. چون هر بلاک به بلاک قبلی متصل است، تغییر دادن یک بلاک بدون تغییر در کل زنجیره غیرممکن است. این ویژگی، پایه امنیت و اعتماد در فناوری بلاکچین را می‌سازد.
حتما بخوانید: دفتر کل توزیع شده چیست؟
اجزای یک بلاک و نحوه تشکیل آن
هر بلاک در بلاکچین از دو بخش اصلی تشکیل شده است:
- هدر بلاک (Block Header)؛
- و بدنه بلاک (Block Body).
هدر بلاک شامل اطلاعات فنی و کلیدی است که برای شناسایی و اعتبارسنجی بلاک استفاده می‌شود، مانند:
- نسخه بلاک: مشخص می‌کند ساختار بلاک براساس کدام نسخه از پروتکل نوشته شده است.
- هش بلاک قبلی: کدی رمزنگاری شده که بلاک فعلی را به بلاک قبلی متصل می‌کند.
- ریشه مرکل (Merkle Root): خلاصه‌ای رمزنگاری شده از تمام تراکنش‌های داخل بلاک.
- تایم استمپ (Timestamp): زمان دقیق ایجاد بلاک.
- هدف سختی (Target): عددی است که شبکه بلاکچین آن را تعیین می‌کند و مشخص می‌کند ماینرها باید چه نوع هشی تولید کنند. هر چه این عدد کوچکتر باشد، یافتن هش معتبر سخت‌تر است، یعنی «سختی شبکه» بیشتر است.
- نانس (Nonce): یک عدد متغیر است که ماینرها آن را بارها تغییر می‌دهند و با هر تغییر، دوباره هش می‌سازند. هدف آنها این است که هشی به دست بیاورند که از هدف سختی کوچکتر یا مساوی باشد.
| برخی تراکنش‌ها می‌توانند طوری تنظیم شوند که فقط بعد از زمان مشخصی در بلاک‌ها ثبت و تایید شوند که این قابلیت برای تراکنش‌های شرطی و قراردادهای هوشمند کاربرد دارد. |
بدنه بلاک نیز شامل لیستی از تراکنش‌های تایید شده است که قرار است به صورت دائمی در شبکه ثبت شوند.
نحوه تشکیل یک بلاک اینگونه است که ابتدا تراکنش‌ها از استخر حافظه (Mempool) جمع‌آوری می‌شوند. سپس ماینرها با تنظیم نانس و تکرار محاسبات، سعی می‌کنند هشی بسازند که با هدف سختی مطابقت داشته باشد. وقتی این شرط محقق شد، بلاک معتبر شناخته شده و به زنجیره اضافه می‌شود.
وظایف بلاک در شبکه بلاکچین
بلاک در شبکه بلاکچین فقط یک ظرف برای نگهداری اطلاعات نیست، بلکه نقش کلیدی در حفظ نظم، امنیت و شفافیت کل سیستم دارد. هر بلاک مسئول چند کار مهم است که عبارتند از:
- ثبت تراکنش‌ها؛
- تایید و اعتبارسنجی؛
- لینک‌دهی به بلاک‌های قبلی.
در ادامه، به صورت دقیق هر یک را توضیح داده‌ایم:
ثبت تراکنش‌ها
یکی از اصلی‌ترین وظایف بلاک، ذخیره دائمی تراکنش‌ها است. هر زمان که کاربران یک ارز دیجیتال را ارسال یا دریافت می‌کنند، این تراکنش ابتدا در حالت انتظار قرار می‌گیرد و پس از تایید، داخل یک بلاک ثبت می‌شود. این ثبت شدن باعث می‌شود که سابقه همه تراکنش‌ها به صورت شفاف و غیرقابل تغییر در دسترس باشد.
تایید و اعتبارسنجی
قبل از اینکه یک بلاک جدید وارد بلاکچین شود، باید به طور کامل از نظر امنیت و صحت اطلاعات بررسی شود. این مرحله به نوعی مانند «بازرسی نهایی» است که اگر بلاک از آن عبور نکند، اجازه ورود به شبکه را ندارد.
مراحل این بررسی شامل چند بخش مهم است:
- بررسی دوبار خرج شدن (Double Spending):
در بلاکچین، هر واحد ارز دیجیتال فقط باید یک بار خرج شود. سیستم بررسی می‌کند که هیچ یک از تراکنش‌ها در بلاک، قبلا در بلاک‌های دیگر ثبت نشده باشند. اگر تراکنشی دوبار استفاده شده باشد، بلاک رد می‌شود. - بررسی امضای دیجیتال:
هر کاربر برای انجام تراکنش، از امضای رمزنگاری شده مخصوص به خود استفاده می‌کند. شبکه بررسی می‌کند که امضای دیجیتال هر تراکنش معتبر باشد و فقط توسط صاحب واقعی آن کیف پول صادر شده باشد. - اعتبارسنجی هش بلاک:
بلاک باید دارای یک هش معتبر باشد. این هش در سیستم‌هایی مانند اثبات کار از طریق انجام محاسبات پیچیده به دست می‌آید. در الگوریتم‌های دیگر مانند اثبات سهام، اعتبارسنجی توسط نودهایی (Node) انجام می‌شود که سهم بیشتری در شبکه دارند. اگر هش بلاک با معیارهای سختی شبکه هم‌خوانی نداشته باشد، بلاک پذیرفته نمی‌شود.
لینک‌دهی به بلاک‌های قبلی
بلاک‌ها در بلاکچین مانند قطعات یک زنجیر هستند که به صورت پشت سر هم و وابسته به هم قرار دارند. این اتصال به کمک هش بلاک قبلی انجام می‌شود. یعنی در هر بلاک، یک کد رمزنگاری شده (هش) از بلاک قبل ذخیره شده است. این کد در هدر بلاک جدید قرار می‌گیرد و مثل یک اثر انگشت دیجیتال عمل می‌کند.
به عنوان مثال، اگر بلاک شماره ۵ دارای یک هش مشخص باشد، بلاک شماره ۶ هنگام ساخته شدن، آن هش را در هدر خود ذخیره می‌کند. حالا اگر کسی بخواهد حتی یک بیت از محتوای بلاک ۵ را تغییر دهد، هش آن تغییر می‌کند و دیگر با مقدار ذخیره شده در بلاک ۶ مطابقت ندارد. همین عدم مطابقت باعث می‌شود که بلاک ۶ نامعتبر شود و به دنبال آن، کل زنجیره بعد از آن دچار اختلال شود.
این ساختار زنجیره‌ای، یعنی «هش هر بلاک در بلاک بعدی»، یکی از ستون‌های امنیتی بلاکچین است. چون برای تغییر یک بلاک، باید همه بلاک‌های بعدی نیز تغییر داده شوند و این کار نیاز به قدرت محاسباتی بسیار بالا دارد، به‌طوری که در عمل تقریبا غیرممکن است.
در نتیجه، این مکانیزم باعث می‌شود که داده‌ها در بلاکچین تغییرناپذیر، قابل ردیابی و بسیار امن باشند.
| بلاک‌هایی که تقریباً همزمان با بلاک اصلی استخراج شده ولی به زنجیره اصلی وصل نشده‌اند، بلاک عمو نام دارند (Uncle Blocks) و برای تشویق استخراج‌کنندگان این نوع بلاک‌ها به آنها پاداش داده می‌شود. |
فرآیند اضافه شدن بلاک به زنجیره
وقتی تعدادی تراکنش جدید در شبکه بلاکچین انجام می‌شود، این تراکنش‌ها ابتدا در حافظه موقت شبکه (به نام Mempool) جمع می‌شوند. سپس نوبت به ساخت یک بلاک جدید می‌رسد تا این تراکنش‌ها در آن ذخیره شوند.
در شبکه‌هایی که از الگوریتم اثبات کار استفاده می‌کنند، مانند بیت‌کوین، این کار بر عهده ماینرها است. آنها باید یک معمای رمزنگاری شده را با تغییر دادن عددی به نام نانس (Nonce) حل کنند تا هش بلاک جدید، با شرایط سختی شبکه مطابقت داشته باشد. این فرایند ممکن است میلیون‌ها بار تکرار شود تا در نهایت یک ماینر موفق به یافتن هش معتبر شود.
بعد از پیدا شدن هش معتبر:
- بلاک جدید به همراه هش آن به شبکه فرستاده می‌شود؛
- نودهای دیگر (کامپیوترهای مشارکت کننده در شبکه) بلاک را بررسی می‌کنند تا مطمئن شوند همه چیز درست است: از جمله درستی امضاها، نبودن تراکنش تکراری و معتبر بودن هش؛
- اگر بلاک تایید شود، به بلاک قبلی متصل می‌شود و به طور رسمی به زنجیره بلاکچین اضافه می‌گردد؛
- تراکنش‌های داخل بلاک، نهایی و تغییرناپذیر می‌شوند.
در الگوریتم‌های دیگر مانند الگوریتم اثبات سهام، به جای ماینر، اعتبارسنج‌ها (Validators) وظیفه ساخت و تایید بلاک را دارند، اما مراحل کلی مشابه است.
نقش بلاک‌ها در امنیت شبکه بلاکچین
بلاک‌ها نقش اساسی در حفظ امنیت، شفافیت و تغییرناپذیری شبکه بلاکچین دارند، زیرا هر بلاک به صورت رمزنگاری شده به بلاک قبلی متصل می‌شود. این ساختار زنجیره‌ای باعث می‌شود که اگر کسی بخواهد محتوای یک بلاک را دستکاری کند، نه تنها هش آن بلاک تغییر می‌کند، بلکه اتصالش به بلاک‌های بعدی نیز به هم می‌ریزد. در نتیجه، هکر مجبور است تمام بلاک‌های بعدی را هم بازنویسی کند که برای انجام این کار به توان محاسباتی بسیار بالا و غیرواقعی نیاز دارد.
همچنین، از آنجایی که هشینگ هر بلاک باید طبق الگوریتم اجماع (مثل اثبات کار یا اثبات سهام) محاسبه شود، ایجاد بلاک جعلی یا تقلبی تقریبا غیرممکن است. این الگوریتم‌ها تضمین می‌کنند که فقط بلاک‌هایی به شبکه اضافه شوند که همه قوانین امنیتی را رعایت کرده‌اند.
به زبان ساده باید گفت که، بلاک‌ها مانند مهر و امضای دیجیتال هستند که زنجیروار به هم متصل‌اند، و همین زنجیره رمزنگاری شده باعث می‌شود که هیچ کس نتواند تراکنش‌ها را پنهانی تغییر دهد یا جعل کند. این راهکار، همان چیزی است که بلاک چین را به یکی از امن‌ترین فناوری‌های ذخیره‌سازی داده در جهان تبدیل کرده است.
| هر بلاک در اتریوم محدودیتی در مقدار گسی که می‌تواند مصرف کند، دارد که این محدودیت تعیین می‌کند چند تراکنش و عملیات می‌توانند در یک بلاک انجام شوند و به تعادل بین سرعت و امنیت شبکه کمک می‌کند. |
رابطه ماینرها با بلاک (Block)
ماینرها در شبکه‌های بلاکچینی نقش اصلی در ایجاد و اعتبارسنجی بلاک‌های جدید دارند. آنها با استفاده از قدرت محاسباتی خود، بلاک‌هایی را می‌سازند که شامل تراکنش‌های تازه شبکه هستند و این بلاک‌ها را برای اضافه شدن به زنجیره آماده می‌کنند.
ماینرها در واقع همان افرادی (یا سیستم‌هایی) هستند که با انجام محاسبات سنگین رمزنگاری، تلاش می‌کنند هش معتبر بلاک را پیدا کنند. وقتی بلاکی معتبر شناخته شد، به زنجیره بلاک‌ها اضافه می‌شود.
در ازای این فرآیند، ماینرها پاداش بلاک (Block Reward) دریافت می‌کنند که شامل کوین‌های تازه تولید شده و کارمزد تراکنش‌هایی است که در همان بلاک ثبت شده‌اند.
نتیجه‌گیری
اگرچه بلاک تنها یکی از اجزای سازنده بلاکچین است، اما عملکرد درست و هماهنگ آن، پایه‌گذار اعتماد در شبکه‌های غیرمتمرکز است. هر بلاک، نه‌تنها حامل اطلاعات، بلکه نماینده‌ای از شفافیت، امنیت و نظم در دل یک ساختار بدون ناظر مرکزی است. درک عمیق‌تر از نحوه عملکرد بلاک‌ها، نه تنها به شناخت بهتر فناوری بلاکچین کمک می‌کند، بلکه نگاه ما را به مفهوم اعتماد در دنیای دیجیتال تغییر می‌دهد. آینده‌ی اقتصاد دیجیتال بر دوش همین واحدهای به‌ظاهر ساده، اما حیاتی بنا شده است.
