بلاکچین به عنوان یکی از مهم‌ترین نوآوری‌ها در دنیای دیجیتال، توانسته تغییرات عظیمی در حوزه‌های مختلف ایجاد کند. این فناوری به دلیل امنیت، شفافیت و عدم وابستگی به نهادهای مرکزی، مورد توجه قرار گرفته است. اما برای درک دقیق‌تر این سیستم، باید به ساختار و نحوه عملکرد بلاکچین‌ها، همچنین فرآیندهای پیچیده‌ای که برای ایجاد و افزودن بلوک‌ها به زنجیره و همچنین پروتکل‌های اجماع که پایه و اساس امنیت بلاکچین هستند، پرداخته شود.
در این مقاله، به بررسی دقیق نحوه ایجاد بلاک‌ها و ارتباط آنها، اضافه کردن بلوک‌های جدید به زنجیره و بررسی پروتکل‌های مختلف اجماع خواهیم پرداخت.
نحوه ایجاد بلوک‌ها و ارتباط آنها
در بلاکچین، اطلاعات به صورت بلوک‌هایی ذخیره می‌شوند که به یکدیگر متصل هستند. هر بلوک شامل اطلاعاتی نظیر تراکنش‌ها، تاریخ‌زمان، هش (Hash) بلوک قبلی و هش مخصوص خود است. این ارتباط بین بلوک‌ها به صورت یک زنجیره‌ای از داده‌ها تعریف می‌شود. برای ایجاد یک بلوک جدید، فرایندهای پیچیده‌ای باید انجام شود که عبارتند از:
- ایجاد تراکنش‌ها: در ابتدا، کاربران تراکنش‌هایی را به شبکه ارسال می‌کنند.
- تراکنش‌های تایید شده: این تراکنش‌ها باید توسط گره‌ها یا نودهای شبکه تایید شوند.
- ایجاد بلوک جدید: پس از تایید تراکنش‌ها، بلوک جدید ساخته می‌شود که حاوی اطلاعات تراکنش‌ها و هش بلوک قبلی است.
در اینجا یک نمونه ساده از ساختار یک بلوک آورده شده است:
نحوه اضافه کردن بلوک‌های جدید به زنجیره بلاک‌ها و فرآیند اجماع
فرآیند اضافه کردن بلوک‌های جدید به زنجیره بلاک‌ها و تایید آنها توسط شبکه به نام “اجماع” شناخته می‌شود. در این فرآیند، شبکه باید تصمیم بگیرد که کدام بلوک معتبر است و به زنجیره اضافه می‌شود.
فرآیند اجماع
در بلاکچین‌ها، از الگوریتم‌های مختلفی برای اجماع استفاده می‌شود که در نهایت موجب می‌شود تا همه نودهای شبکه روی یک نسخه از بلاکچین توافق کنند.
- پروتکل‌های اجماع: این پروتکل‌ها در واقع راه‌هایی هستند که به شبکه کمک می‌کنند تا تصمیم بگیرد کدام بلاک‌ها به زنجیره اضافه شوند.
- ایجاد بلوک جدید: پس از تایید تراکنش‌ها، نودهای شبکه با استفاده از پروتکل‌های اجماع مانند Proof of Work (PoW) یا Proof of Stake (PoS)، بلوک‌ها را به زنجیره اضافه می‌کنند.
پروتکل‌های مختلف اجماع Proof of Work (PoW) و Proof of Stake (PoS)
در ادامه پروتکل‌های اجماع را بررسی می‌کنیم؛
Proof of Work (PoW)
در این پروتکل، گره‌ها باید حل مسائل پیچیده ریاضی را انجام دهند تا بلوک جدیدی ایجاد کنند. این فرایند به نام “ماینینگ” شناخته می‌شود و به پردازش‌های محاسباتی زیاد نیاز دارد. یکی از ویژگی‌های بارز PoW مصرف بالای انرژی است، زیرا برای استخراج هر بلوک نیاز به قدرت پردازشی بالا است.
Proof of Stake (PoS)
در این پروتکل، به جای حل مسائل پیچیده، گره‌ها براساس میزان ارزهای دیجیتال خود که در شبکه قفل شده‌اند، حق رای در فرآیند تایید بلوک‌ها دارند. این پروتکل نسبت به PoW مصرف انرژی کمتری دارد و امنیت بیشتری را با هزینه کمتری ارائه می‌دهد.
نتیجه‌گیری
در نهایت، بلاکچین‌ها به عنوان یک فناوری نوین، برای ذخیره‌سازی اطلاعات به روشی امن و غیرمتمرکز، از ساختارهای پیچیده‌ای استفاده می‌کنند که شامل ایجاد بلوک‌ها، تایید تراکنش‌ها و فرآیندهای اجماع است. پروتکل‌های مختلف اجماع مانند Proof of Work و Proof of Stake هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. در حالی که PoW امنیت بالاتری را ارائه می‌دهد، PoS از نظر مصرف انرژی و سرعت پردازش مزیت‌های بیشتری دارد. انتخاب پروتکل اجماع مناسب بستگی به نیازهای خاص شبکه و مقیاس آن دارد.
