بیت‌کوین برپایه‌ی رمزنگاری بنا شده است و همین دلیلِ ماندگاری و پیشرفت روزافزون این سیستم است.
پول رمزنگاری شده با انتشار مقاله‌ای با عنوان «Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System»
در تاریخ ۱۰ آبان ۱۳۸۷ به وجود آمد. ساتوشی ناکاموتو با انتشار مقاله‌ی موردنظرفوق ، راهی را برای یک سیستم مالی جدید
ارائه داد که در آن نیازی به وجود یک نهاد مرکزی به منظور کنترل تمام تراکنش‌ها نیست. ناکاموتو طی این مقاله که در ۱۲ سرفصل تنظیم شده ،
به توضیح مساله و همچنین راهکار خود با عنوان بیت کوین پرداخته است.
ناکاموتو در مقاله خود، دو موضوع را نقطه‌ی ضعف نظام پولی کنونی مورد استفاده در جهان دانسته است.
یکی از این موارد ، امکان ارسال پول ، بصورتی است که کاربر هزینه و عوارضی کمی را از بابت انتقال مبلغ خود پرداخت کند.
” بیت کوین چیست ؟ / امنیت در این واحد پول دیجیتال چگونه برقرار میشود ؟ “
در این مقاله به این موضوع اشاره شده که عوارض دریافت شده برای میانجی شدن در ارسال پول ،
باعث افزایش هزینه‌ها شده و در واقع بعضا کم بودن مبلغ مورد نظر برای ارسال ، انتقال پول را منطقا توجیه ناپذیر می‌کند.
مشکل دیگری که ناکاموتو از آن اسم برده ، انجام تراکنش‌هایی برگشت پذیر است که این موضوع امکان کلاهبرداری را در سیستم کنونی امکان پذیر می‌کند.
به بیان بهتر کلاهبرداران، سیستم مرکزی را به گونه‌ای مورد سواستفاده قرار می‌دهند که بدون اینکه پولی از حسابشان کسر شود ،
اقدام به خرید کالا یا واریز پول کنند.
پول رمزنگاری شده، سکه‌ی دیجیتال یا بیت‌کوین به عنوان دنباله‌ای از امضای دیجیتال تعریف میشود.
مالک یک بیت‌کوین برای ارسال پول خود به دیگری باید کد تراکنش قبلی را به همراه کلید عمومی دریافت کننده هش (رمزنگاری) کرده
و سپس کد هش شده‌ی حاصل را با استفاده از کلید خصوصی خود کد گذاری می‌کند.
” بیت کوین چیست ؟ / امنیت در این واحد پول دیجیتال چگونه برقرار میشود ؟ “
” بیت کوین چیست ؟ / امنیت در این واحد پول دیجیتال چگونه برقرار میشود ؟ “
استفاده از امضای دیجیتال در تراکنش‌های بیت‌کوین به خودی خود از تقلب و کلاهبرداری به روش‌های مختلف در این سیستم جلوگیری می‌کند.
برای مثال با استفاده از این روش امکان انجام هیچ گونه تغییری در تراکنش وجود ندارد ،
چراکه کوچک‌ترین تغییر در محتویات پیام ارسالی ، تغییر بزرگی را در نتیجه‌ی کد هش شده ایجاد می‌کند ،
از این‌رو دریافت‌کننده قادر نخواهد بود تا با استفاده از کلید عمومی ارسال‌کننده اقدام به هویت‌سنجی کرده و در نتیجه صحت تراکنش را تایید کند.
از این‌رو با استفاده از امضای دیجیتال ، بخش بزرگی از مسائل مرتبط با تقلب در ارسال پول به راحتی حل میشود.
اما هنوز نمی‌توان این سیستم را قابل اطمینان برای استفاده خواند.
چه تضمینی وجود دارد که فرستنده‌ی پول این کد یا همان بیت کوین را پیش‌تر برای کاربر دیگری نفرستاده باشد؟
” بیت کوین چیست ؟ / امنیت در این واحد پول دیجیتال چگونه برقرار میشود ؟ “
هرچند با استفاده از این روش کاربر یا کاربران نمی‌توانند تغییری در پیام ایجاد کنند ،
اما تضمینی برای این موضوع وجود ندارد که یک کاربر ، مبلغی را برای چند نفر ارسال نکند.
در صورتی که راه‌حلی برای این موضوع نباشد، هر کاربر می‌تواند یک سکه را برای چندین نفر ارسال کند که این همان تقلب است.
ساتوشی ناکاموتا دو راه‌حل ممکن را برای این مشکل پیشنهاد داده که در ادامه به بررسی آن‌ها خواهیم پرداخت.
یکی از راه‌حل‌ها ایجاد یک ضرابخانه‌ی مرکزی است که بر تمام تراکنش‌ها نظارت می‌کند.
” بیت کوین چیست ؟ / امنیت در این واحد پول دیجیتال چگونه برقرار میشود ؟ “
روند کار در این ضرابخانه به این صورت است که تمام تراکنش‌ها توسط یک نهاد مرکزی یا همین ضرابخانه نظارت میشود ،
بدین ترتیب که در صورت ارسال یک بیت کوین ، ابتدا ضرابخانه چک می‌کند که آیا این سکه پیش از این خرج شده یا نه.
پس از پایان تراکنش سکه‌ی مورد نظر به ضرابخانه برگردانده میشود تا از بین رفته و
سکه‌ای دیگر برای شخصی که آن را در اختیار دارد ، ضرب شود.
اما مشکل اینجا است که در این روش دوباره وجود یک نهاد مرکزی برای کنترل فرآیند
ارسال و دریافت سکه‌ها شرط اصلی سلامت این سیستم است.
البته مشکل دیگری که این سیستم را تهدید می‌کند ، احتمال هک و ایجاد اختلال در کارکرد سیستم مرکزی است.
راه‌حل دیگری نیاز است تا با استفاده از آن دریافت کننده‌‌ی بیت کوین از این موضوع اطمینان حاصل کند
که آیا پیش از این فرستنده سکه‌ی مورد نظر را برای فرد دیگری ارسال کرده یا خیر؟ در راه‌حل ارائه شده توسط ناکاموتو ،
اولین تراکنشی که در سیستم ثبت شود ، به عنوان تراکنش مرجع و صحیح در نظر گرفته شده و سایر تراکنش‌هایی
که برای آن سکه‌ی خاص ارسال شود ، مورد قبول سیستم نیست.
تنها راهی که می‌توان در آن وجود یا عدم وجود یک تراکنش را متوجه شد ، دسترسی داشتن به تمام تراکنش‌هایی است
که از ابتدای کارکرد سیستم ، ثبت شده است.
برای دست یافتن به چنین عملکردی در سیستم بدون وجود یک نهاد مرکزی ، باید تمام تراکنش‌ها بصورت
عمومی در اختیار تمام گره‌های شبکه قرار گیرد.
در واقع تمام گره‌های شبکه روی این موضوع توافق می‌کنند تا از نسخه‌ی واحدی از تاریخچه‌ی تراکنش‌ها استفاده کنند.
امضای دیجیتال به تنهایی قادر به تصدیق سلامت شبکه نیست.
” بیت کوین چیست ؟ / امنیت در این واحد پول دیجیتال چگونه برقرار میشود ؟ “
بیت‌کوین برای حل این مشکل از سیستمی با عنوان بلاک‌چین بهره می‌برد که در واقع بلوک‌هایی از تراکنش‌ها هستند
که بصورت زنجیروار به یکدیگر متصل شده‌اند.
هیچ یک از کاربران پس از تایید شدن بلوک ، مگر با در اختیار داشتن قدرت پردازشی بالا
(انگیزه در شبکه‌ی بیت کوین مانع از این میشود که حتی با وجود داشتن قدرت پردازشی بالا ، به تقلب پرداخت)
نمی‌تواند زنجیره‌ی بلوک را تغییر دهد.
بلاک چین
بلاک‌چین را باید یک دفتر کل توزیع شده بنامیم که تمام گره‌های شبکه به آن دسترسی دارند.
بلاک‌چین یک روش بسیار امن و در عین حال شفاف را بدون نیاز به یک نهاد مرکزی برای نظارت بر گردش کار ایجاد کرده است.
بلاک‌چین یک بستر گردش اطلاعات است که اصلی‌ترین ویژگی آن نه در نوع سرویس ارائه شده ،
بلکه امنیت و صحتی است که بدون نیاز به یک نهاد نظارتی بین تعداد بی‌شماری از کاربران پیاده می‌کند.
بلاک‌چین را نباید یک شبکه‌ی رایانه‌ای در نظر گرفت ، بلکه شبکه‌ای است که روی شبکه‌ی رایانه‌ای بصورت توزیع شده سوار شده
و پتانسیل شبکه‌های رایانه‌ای را از نظر انجام سرویس‌های مختلف بالا برده است.
بلاک‌چین و معدن‌کاوان یا ماینرها (Miner) کمک می‌کنند تا شفاف بودن و امنیت تراکنش‌ها در شبکه‌ی بیت‌کوین تامین شده
و تقریبا امکان انجام هیچ تقلبی وجود نداشته باشد.
” بیت کوین چیست ؟ / امنیت در این واحد پول دیجیتال چگونه برقرار میشود ؟ “
شبکه‌ی بیت‌کوین هر لحظه شاهد ثبت شدن تراکنش‌های متعددی است که در یک مجموعه
یا استخر تراکنش‌ها (Transaction Pool) ذخیره می‌شوند ،
حال آنکه این تراکنش‌ها هنوز تایید نشده‌اند.
ماینرهایی که به دنبال دریافت بیت‌کوین به عنوان پاداش هستند ، تعداد مشخصی از تراکنش‌ها را براساس زمان
ثبت از این مجموعه انتخاب کرده و آن را در قالب یک بلوک به شبکه‌ی بیت کوین پیشنهاد می‌دهند.
همانطور که اشاره کردیم ، بلاک‌چین زنجیره‌ای از بلوک‌های به هم متصل شده است که شماره‌ی بلوک قبلی
در بلوک بعدی ثبت شده و امکان تغییر تقریبا غیرممکن است.
اطلاعات ثبت شده در یک بلوک جدید شامل تراکنش‌های انتخابی توسط ماینر، هدر (Header) یا شماره‌ی آخرین بلوک
تایید شده به همراه یک عدد تصادفی است که در داخل تابع هش قرار گرفته و عدد حاصل از هش با نتیجه‌ی نهایی
(Target Value) مقایسه میشود ؛ در صورتی که حاصل تابع هش از نتیجه‌ی نهایی بزرگ باشد ،
ماینر بصورت خودکار عدد تصادفی را یک واحد افزایش داده و دوباره فرایند
تکرار میشود تا عدد حاصل تابع هش از نتیجه‌ی نهایی کوچک‌تر باشد.
در صورتی که نتیجه‌ی هش از عدد نهایی کوچک‌تر باشد ، در اینصورت ماینر موفق به ثبت بلوک جدید شده
و در ازای صرف منابعی نظیر زمان ، انرژی و قدرت پردازشی ، بیت‌کوین یا بخشی از یک بیت‌کوین را به عنوان پاداش دریافت می‌کند.
فرایند ثبت یک بلوک جدید در بلاک‌چین با استفاده از مفهومی با عنوان اثبات کار (Proof Of Work) انجام میشود.
” بیت کوین چیست ؟ / امنیت در این واحد پول دیجیتال چگونه برقرار میشود ؟ “
” بیت کوین چیست ؟ / امنیت در این واحد پول دیجیتال چگونه برقرار میشود ؟ “
همانطور که اشاره کردیم، بلاک‌چین زنجیره‌ی واحدی از بلوک‌های به هم پیوسته است و ساختار درختی ندارد.
شاید این سوال مطرح شود که چگونه بیت‌کوین قادر است تا این ساختار واحد زنجیری را حفظ کند ،
در حالی که امکان ثبت شدن دو بلوک بصورت همزمان و ایجاد انشقاق در زنجیره، هرچند با احتمال پایین، شدنی است.
با توجه به اینکه حل تابع هش کاملا وابسته به انتخاب اعداد بصورت تصادفی است ، از این‌رو احتمال اینکه
دو ماینر بصورت همزمان بتوانند مساله‌ی ریاضی خود را برای تایید بلوک پیشنهادی حل کنند، بسیار ضعیف است ،
با این وجود باید این حالت نیز در سیستم بیت‌کوین در نظر گرفته می‌شد.
در صورتی که یک ماینر یا حتی بیشتر بتوانند مساله‌ی ریاضی خود را حل کنند و بلوک خود را برای اتصال به سایر گره‌های شبکه ارسال کنند ،
گره بعدی زنجیره را از اولین بلوکی که دریافت کنند، ادامه می‌دهند.
” بیت کوین چیست ؟ / امنیت در این واحد پول دیجیتال چگونه برقرار میشود ؟ “
برای مثال در صورتی که ماینرهای B، A و C بصورت همزمان بلوکی را برای اتصال به زنجیره ارسال کرده
و ماینر D نیز لحظاتی بعد بلوکی را برای اتصال به زنجیره پیشنهاد دهد ، بلوک ماینر D بعد از
بلوک مجموعه B، A یا C قرار می‌گیرد که زودتر دریافت کرده باشد.
در صورتی که ماینر D بلوک B را در بلاک‌چین زودتر از A و C دریافت کرده باشد ، بلوک خود را به B متصل می‌کند ،
اما دو بلوک دیگر را نیز تا زمانی که یکی از شاخه‌ها بلندتر از دیگری شده و تصمیم نهایی گرفته شود، نگه می‌دارند.
در واقع اگر دو گره در شبکه بصورت همزمان بلوکی را به زنجیره پیشنهاد دهند ، گره‌ها کار را با اولین بلوکی که دریافت کرده‌اند
ادامه داده و سایر بلوک‌ها را تا زمانی که یکی از شاخه‌ها درازتر از بقیه شوند ،
ادامه می‌دهند. به محض اینکه یکی از شاخه‌ها درازتر از بقیه شد ،
سایر بلوک‌ها حذف شده و بلاک‌چین ساختار تک شاخه‌ای خود را حفظ می‌کند.
فناوری Block Chain چیست و چگونه کار می کند ؟! ویدئو زیر را ببینید