ما هو Blockchain؟

إذا كنت تشاهد الأخبار مؤخرًا ، فقد تكون سمعت عن شيء يسمى blockchain. إنه مفهوم يجعل البيانات فائقة الأمان للاستخدامات المحددة. ربما كنت قد سمعت ذلك في اتصال مع Bitcoin ، ولكن لديها تطبيقات أبعد من cryptocurrencies المفضلة لكل شخص. فيما يلي شرح سريع لكيفية عمله.

كل شيء يبدأ مع التشفير

لفهم blockchains ، تحتاج إلى فهم التشفير. إن فكرة التشفير أقدم بكثير من أجهزة الكمبيوتر: إنها تعني فقط إعادة ترتيب المعلومات بطريقة تحتاج إلى مفتاح محدد لفهمها. إن لعبة حلقة فك الترميز البسيطة التي عثرت عليها في صندوق Kix cereal الخاص بك هي شكل من أشكال التشفير الأساسي - إنشاء مفتاح (يُعرف أيضًا باسم التشفير) يستبدل الحرف برقم ، ويقوم بتشغيل رسالتك من خلال المفتاح ، ثم يعطيك المفتاح لشخص آخر. لا يستطيع أي شخص يعثر على الرسالة بدون المفتاح قراءتها ، إلا إذا كان "متصدعًا". استخدم الجيش تشفيرًا أكثر تعقيدًا قبل فترة طويلة من أجهزة الكمبيوتر (على سبيل المثال ، آلة Enigma التي تم تشفيرها وفك رموزها خلال الحرب العالمية الثانية ، على سبيل المثال).

ومع ذلك ، فإن التشفير الحديث رقمي بالكامل. تستخدم أجهزة الكمبيوتر المستخدمة اليوم أساليب تشفير معقدة للغاية وآمنة لدرجة أنه من المستحيل كسرها بواسطة رياضيات بسيطة يقوم بها البشر. تكنولوجيا تشفير الكمبيوتر ليست مثالية ، على الرغم من ؛ لا يزال من الممكن أن يكون "متصدع" إذا هاجم الأشخاص ما يكفي من الذكاء الخوارزمي ، والبيانات لا تزال عرضة للخطر إذا كان شخص ما بجانب المالك يجد المفتاح. ولكن حتى التشفير على مستوى المستهلك ، مثل تشفير AES 128-بت الذي أصبح الآن قياسيًا على iPhone و Android ، يكفي للحفاظ على البيانات المقفلة بعيدًا عن FBI.

و Blockchain هو تعاونية ، ودفتر البيانات الآمنة

يُستخدم التشفير عادةً لقفل الملفات بحيث لا يمكن الوصول إليها إلا من قِبل أشخاص محددين. ولكن ماذا لو كان لديك معلومات تحتاج إلى أن يراها الجميع ، على سبيل المثال ، المعلومات المحاسبية الخاصة بوكالة حكومية يجب أن تكون عامة بموجب القانون ، وما زالت بحاجة إلى أن تكون آمنة؟ هناك ، لديك مشكلة: كلما زاد عدد الأشخاص الذين يمكنهم رؤية المعلومات وتعديلها ، كلما كانت أقل أمانًا.

تم تطوير Blockchains لتلبية الاحتياجات الأمنية لهذه الحالات المحددة. في blockchain ، في كل مرة يتم فيها الوصول إلى المعلومات وتحديثها ، يتم تسجيل التغيير والتحقق منه ، ثم يتم إغلاقه عن طريق التشفير ، غير قادر على تحريره مرة أخرى. ثم يتم حفظ مجموعة التغييرات وإضافتها إلى السجل الكلي. في المرة التالية التي يقوم فيها شخص ما بإجراء تغييرات ، يبدأ من جديد من جديد ، ويحفظ المعلومات في "كتلة" جديدة مشفرة ومُلحقة بالكتلة السابقة (وبالتالي "سلسلة الكتل"). تعمل هذه العملية المتكررة على ربط الإصدار الأول من مجموعة المعلومات بأحدث إصدار ، بحيث يمكن لأي شخص مشاهدة جميع التغييرات التي تم إجراؤها على الإطلاق ، ولكن يمكنه المساهمة في الإصدار الأخير وتعديله فقط.

هذه الفكرة هي نوع من المقاومة للاستعارات ، ولكن تخيل أنك في مجموعة من عشرة أشخاص يجمعون مجموعة LEGO. يمكنك فقط إضافة قطعة واحدة في كل مرة ، ولا يمكن إزالة أي قطع على الإطلاق. يجب أن يتفق كل عضو في المجموعة على وجه التحديد حيث تذهب القطعة التالية. وبهذه الطريقة ، يمكنك مشاهدة كل القطع في أي وقت - مرة أخرى - إلى أول قطعة في المشروع - ولكن يمكنك فقط تعديل أحدث قطعة.

للحصول على شيء أكثر ملاءمة ، تخيل مستندًا تعاونيًا ، مثل جدول بيانات في محرّر مستندات Google أو Office 365. يمكن لكل شخص لديه إمكانية الوصول إلى المستند تعديله ، وفي كل مرة يتم ذلك ، يتم حفظ التغيير وتسجيله كجدول بيانات جديد ، ثم قفل في تاريخ المستند. يمكنك العودة ، خطوة خطوة ، من خلال التغييرات التي تم إجراؤها ، ولكن يمكنك فقط إضافة المعلومات إلى أحدث إصدار ، وليس تعديل الإصدارات السابقة لجدول البيانات التي تم قفلها بالفعل.

وكما سمعتم على الأرجح ، فإن فكرة "دفتر الأستاذ" الآمنة والمحدثة باستمرار يتم تطبيقها في الغالب على البيانات المالية ، حيث يكون الأمر أكثر منطقية. إن العملات الرقمية الموزعة مثل Bitcoin هي الاستخدام الأكثر شيوعًا لـ blockchains - في الواقع ، أولها تم صنعه لـ Bitcoin والفكرة تنتشر من هناك.

الاشياء الفنية: خطوة خطوة ، بلوك

كيف يعمل كل هذا على جهاز الكمبيوتر؟ إنه مزيج من التشفير والتواصل بين الأقران.

قد تكون على دراية بمشاركة الملفات من نظير إلى نظير: خدمات مثل BitTorrent التي تسمح للمستخدمين بتحميل وتنزيل الملفات الرقمية من مواقع متعددة بشكل أكثر كفاءة من اتصال واحد. تخيل "الملفات" باعتبارها البيانات الأساسية في blockchain ، وعملية التنزيل مثل التشفير التي تحافظ على تحديثها وآمن.

أو للعودة إلى مثال محرر مستندات Google أعلاه: تخيل أن المستند التعاوني الذي تعمل عليه لم يتم تخزينه على الخادم. بدلاً من ذلك ، يتم تشغيل جهاز الكمبيوتر الخاص بكل فرد ، والذي يقوم باستمرار بالتحقق من بعضها وتحديثها للتأكد من عدم قيام أحد بتعديل السجلات السابقة. هذا يجعله "لامركزي".

هذه هي الفكرة الأساسية وراء blockchain: وهي بيانات التشفير التي يتم الوصول إليها باستمرار وتأمينها في نفس الوقت ، دون أي خادم مركزي أو تخزين ، مع سجل من التغييرات التي تدمج نفسها في كل نسخة جديدة من البيانات.

لذلك لدينا ثلاثة عناصر للنظر في هذه العلاقة. واحد ، شبكة مستخدمي الند للند أن جميع تخزين نسخ سجل blockchain. ثانيًا ، البيانات التي أضافها هؤلاء المستخدمون إلى أحدث "كتلة" من المعلومات ، مما يسمح بتحديثها وإضافتها إلى السجل الكلي. ثالثًا ، التتابعات المشفرة التي ينشئها المستخدمون للاتفاق على آخر كتلة ، مما يجعلها في موضعها في تسلسل البيانات التي تشكل السجل.

إنه الجزء الأخير هذا هو الصلصة السرية في شطيرة blockchain. باستخدام التشفير الرقمي ، يساهم كل مستخدم في قدرة جهاز الكمبيوتر الخاص به للمساعدة في حل بعض مشاكل الرياضيات المعقدة للغاية التي تحافظ على السجل آمنًا. هذه الحلول المعقدة للغاية - المعروفة باسم "التجزئة" - تتفكك أجزاء أساسية من البيانات في السجل ، مثل الحساب الذي يضاف أو يوزع المال في دفتر الأستاذ المحاسبي ، وحيث تذهب تلك الأموال أو تأتي منها. وكلما كانت البيانات أكثر كثافة ، كلما كان التشفير أكثر تعقيدًا ، وكلما زادت القدرة على المعالجة لحلها. (وهنا تبرز فكرة "التعدين" في Bitcoin ، بالمناسبة).

لذلك ، باختصار ، يمكننا أن نفكر في blockchain هو جزء من البيانات التي هي:

تحديثها باستمرار. يمكن لمستخدمي Blockchain الوصول إلى البيانات في أي وقت ، وإضافة المعلومات إلى أحدث كتلة.
وزعت. يتم تخزين نسخ من بيانات blockchain وتأمينها بواسطة كل مستخدم ، ويجب على الجميع الموافقة على الإضافات الجديدة.
التحقق. يجب أن يتم الاتفاق على كل التغييرات التي تطرأ على الكتل الجديدة ونسخ الكتل القديمة من قبل جميع المستخدمين من خلال التحقق من التشفير.
آمنة. يتم منع العبث بالبيانات القديمة وتغيير طريقة تأمين البيانات الجديدة من خلال كل من طريقة التشفير والتخزين غير المركزي للبيانات نفسها.

وصدقوا أو لا تصدقوا ، يصبح الأمر أكثر تعقيدًا من هذا ... لكن هذه هي الفكرة الأساسية.

و blockchain في العمل: أرني (الرقمي) المال!

لذلك دعونا نعتبر مثالا على كيفية تطبيق ذلك على عملة مشفرة مثل Bitcoin. لنفترض أن لديك Bitcoin واحدًا وتريد إنفاقه على سيارة جديدة. (أو دراجة ، أو منزل ، أو أمة جزيرة صغيرة إلى متوسطة الحجم - مهما كان بيتكوين واحدًا يستحق هذا الأسبوع). يمكنك الاتصال بكاميرات Bitcoin اللامركزية مع برنامجك ، وإرسال طلبك في نقل بيتكوين إلى بائع السيارة. ثم يتم نقل المعاملة الخاصة بك إلى النظام.

يمكن لكل شخص على النظام رؤيته ، لكن هويتك وهوية البائع هي مجرد توقيعات مؤقتة ، عناصر صغيرة من مشاكل الرياضيات الضخمة التي تشكل قلب التشفير الرقمي. يتم توصيل هذه القيم في معادلة blockchain ، ويتم "حل" المشكلة نفسها بواسطة الأعضاء على شبكة نظير-إلى-نظير لتوليد تجزئات التشفير.

بمجرد التحقق من المعاملة ، يتم نقل Bitcoin واحد منك إلى البائع وتسجيله على أحدث كتلة في السلسلة. يتم الانتهاء من الكتلة ، ومختومة ومحمية مع التشفير. تبدأ السلسلة التالية من المعاملات ، وينمو blockchain لفترة أطول ، ويحتوي على سجل كامل لجميع المعاملات في كل مرة يتم تحديثها.

الآن ، عندما تفكر في استخدام blockchain كـ "آمن" ، من المهم فهم السياق. المعاملات الفردية آمنة ، والسجل الإجمالي آمن ، طالما أن الطرق المستخدمة لتأمين التشفير لا تزال "غير مفككة". (وتذكر ، هذه الأشياء هي هل حقا من الصعب كسر حتى مكتب التحقيقات الفدرالي لا يمكن القيام بذلك مع مجرد موارد الحوسبة وحدها). ولكن أضعف حلقة في blockchain هو ، حسنا ، أنت المستخدم.

إذا سمحت لشخص آخر باستخدام مفتاحك الشخصي للوصول إلى السلسلة ، أو إذا وجدها ببساطة عن طريق اختراق جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، فيمكنه إضافة إضافات إلى blockchain بمعلوماتك ، وليس هناك طريقة لإيقافها. هكذا يتم "سرقة" شركة Bitcoin في هجمات ذات دعاية كبيرة في الأسواق الرئيسية: إنها الشركات التي كانت تعمل في الأسواق وليس كتلة Bitcoin نفسها التي تم اختراقها. ولأن Bitcoins المسروقة يتم نقلها إلى مستخدمين مجهولين ، من خلال عملية يتم التحقق منها بواسطة blockchain وتسجيلها إلى الأبد ، لا توجد طريقة للعثور على المهاجم أو استرجاع البيتكوين.

ماذا يمكن أن تفعل Blockchains?

بدأت تقنية Blockchain مع Bitcoin ، لكنها فكرة مهمة لم تبقى هناك لفترة طويلة. النظام الذي يتم تحديثه باستمرار ، والذي يمكن لأي شخص الوصول إليه ، والتحقق من شبكة غير مركزية ، وآمن بشكل لا يصدق ، لديه الكثير من التطبيقات المختلفة. تقوم المؤسسات المالية مثل JP Morgan Chase والبورصة الأسترالية بتطوير أنظمة blockchain لتأمين وتوزيع البيانات المالية (للأموال التقليدية ، وليس عملة مشفرة مثل Bitcoin). تأمل مؤسسة بيل وميليندا غيتس في استخدام أنظمة blockchain لتوفير خدمات مصرفية مجانية وموزعة لمليارات الأشخاص الذين لا يستطيعون تحمل نفقات حساب مصرفي عادي.

تحاول أدوات مفتوحة المصدر مثل Hyperledger جعل تقنيات blockchain متاحة لمجموعة أوسع من الناس ، وفي بعض الحالات القيام بذلك دون الحاجة إلى كميات هائلة من طاقة المعالجة التي تحتاجها لتأمين تصاميم أخرى. يمكن التحقق من أنظمة العمل التعاونية وتسجيلها باستخدام تقنيات blockchain. يمكن استخدام أي شيء يحتاج إلى تسجيله باستمرار والوصول إليه وتحديثه بنفس الطريقة.

Image credit: posteriori / Shutterstock، Lewis Tse Pui Lung / Shutterstock، Zack Copley