لقد مرت أكثر من عشر سنوات تقريبا منذ أن أقدم ساتوشي ناكاموتو على تقديم تقنية Blockchain الى العالم من خلال أوراقه البيضاء الخاصة بالبيتكوين في سنة 2008.

منذ ذلك الوقت، لقد استطاعة هاته التقنية كسب المزيد من الشعبية في جميع القطاعات الخاصة و الحكومية أيضا، و هذا الفضل كله راجع الى أن تقنية Blockchain استطاعة أن توفر للعالم بعض المزايا الفريدة من نوعها، و التي لم يكن من الممكن تصورها سابقا. و بالتالي اصبح بامكاننا اليوم العثور على تقنية البلوك تشين في كل قطاعات الاقتصاد العالمي تقريبا.

ماهي تقنية البلوك تشين (Blockchain)

تعد البلوك تشين عبارة عن شبكة تتكون من مجموعة من أجهزة الكمبيوتر التي تشترك فيما بينها عن طريق دفتر الأستاذ الموزع (Distributed Ledger).

تعد هاته الاستراتيجية مختلفة جدا عن العملات الورقية التي تنتج من طرف السلطات المركزية، و الأهم من ذلك هو أن دفتر الأستاذ هذا يحتفظ بسلسلة طويلة وغير  منقطعة من المعاملات منذ نشأت الشبكة. كما أن هاته الشبكة تنمو بشكل أكبر مع كل موافقة تتم من طرف المعدنين على كل كتلة جديدة من المعاملات يتم اضافتها اليها.

من أجل الموافقة على كل معاملة جديدة، تعمل كل عقدة مع العقد الأخرى للتحقق من صحة الكتل الجديدة، كما أنها في نفس الوقت أيضا تقوم هاته العقد بالتحقق من الحالة الحالية للـ Blockchain بأكملها.

من اجل اضافة كتلة جديدة من المعاملات الى شبكة الـ Blockchain، يجب على هاته الكتلة أن تتلقى موافقة من 51 بالمئة من مجموع عقد الشبكة.

كما أنه وجب ذكر أن هاته العقد يشار إليها أيضا باسم المعدنين (Miners).

وبهاته الطريقة، فإن شبكات البلوك تشين، تعد شبكات لامركزية توفر أمانا لامثيل له لعالم الأصول الرقمية.

الأمن عبر اللامركزية

تعتبر اللامركزية جانبا أساسيا من جوانب تقنية البلوك تشين، لأنها تجعل من دفاتر الأستاذ هذه ثابتة وغير قابلة للتغير. كما أنه في الواقع، و نضرا لعدم وجود ناقل هجوم مركزي، فإن القيام بعملية اختراق Blockchain يكاد يكون مستحيلا، لأنه كلما كانت شبكة Blockchain اكبر، كلما بقية البيانات المخزنة فيها أكثر أمانا.

نأخد على سبيل المثال عملة البيتكوين، و التي تمتلك أكبر سلسلة Blockchain في العالم.

تحتوي سلسلة البلوك تشين الخاصة بالبيتكوين على أكتر من 10.000 معدن نشط موزعين في جميع أنحاء العالم. ما يعني أنه حتى و ان أراد مهاجم ما تغيير جزء صغير من المعلومات على شبكة Blockchain، فإنه سوف يحتاج إلى اختراق أكثر من 5000 جهاز كمبيوتر بنجاح و في وقت واحد.

في حين أنه قد تكون هاته المهمة شبه مستحيلة في وقتنا الحاضر، غير أنه قد لا تكون مستحيلة في المستقبل القريب بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية

على الرغم  من أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية قد تكون قادرة على فعل ذلك في المستقبل، غير أنه ليس من المنطقي استخدامها من أجل القيام بهاته المهمة الضخمة، لأنها تعد غير مربحة، و بالاضافة الى الاختراق الناجح لأكثر من 5000 جهاز كمبيوتر في وقت واحد، فإن المهاجم سيحتاج أيضا إلى جهاز حاسوب قوي جدا لاعادة حساب جميع معاملات الـ Blockchain الجديدة و اضافتها الى الشبكة.

اليات الاجماع Consensus Mechanisms

تعد أحد الأسباب التي تجعل شبكات Blockchain أمنة للغاية هو تكامل آليات الإجماع.

تعد هاته الآليات الخاصة بالإجماع عبارة عن بروتوكولات تشفير تستفيد من جميع المشاركين في شبكة البلوك تشين من أجل تأمين بياناتها. أما في حالة عملة البيتكوين، فانه يتم استخدام آلية إجماع تسمى “إثبات العمل” (Proof of work).

اتبات العمل (PoW)

لقد كانت الية اثبات العمل تورية في عالم العملات الرقمية، عندما أقدم Adam Back على وصف هذا المفهوم و لأول مرة في أوراقه البيضاء.

حيث وصف Adam إدماج المعادلة الرياضية مع بروتوكولات أمان الشبكة. 

بهذه الطريقة يمكن لكل كمبيوتر إظهار دليل على عمله في تأمين الشبكة 

مكافآت المعدنين 

من المهم لنا أيضا معرفة أن المعدنين يحصلون على مكافأة لجهودهم في التعدين. كما أنه يتم ضبط هاته المكافأة تلقائيا اعتمادا على صعوبة الشبكة و قيمتها.

في حالة البيتكوين، يتلقى المعدنون 50 بيتكوين مقابل مجهوداتهم. 

قد يبدو لك هذا الأمر اليوم و كأنه ثروة، ولكن في سنة 2009 عند ظهور عملة البيتكوين، كانت قيمتها تساوي عدة سنتات فقط. و مع ارتفاع قيمة هاته العملة و ارتفاع صعوبة التعدين، تقلصت مكافآت المعدنين اليوم، حيث أصبح المعدنون يتلقون 6.5 بيتكوين لكل كتلة يتم اضافتها من طرفهم إلى سلسلة الكتل.

SHA-256

والجدير بالذكر أن جميع المعدنين يقومون بالتحقق من صحة و تأمين البيتكوين، غير أنه واحد فقط من المعدنين يمكنه اضافة الكتلة التالية من المعاملات إلى الشبكة. 

و لتحديد من هو المعدن التالي الذي سوف يكون له شرف اضافة هاته الكتلة، فإنه يتنافس كل الكمبيوترات الخاصة بهؤلاء المعدنين في سباق رياضي لحل معادلة إثبات العمل (Proof of Work).

و في حالة عملة البيتكوين فإن هاته المعادلة تعرف باسم SHA-256، و الأهم من ذلك هو أنه يعود تاريخ أول خوارزمية خاصة بـ SHA إلى نظام Hashcashـ حيث عرفت هاته النسخة الأولى من المعادلة باسم SHA-1.

الجدير بالذكر أيضا أن معادلة SHA-256 تعد صعبة للغاية، بحيث أنه قد يكون من السهل على جهاز حاسوبك المنزلي تخمين ارقام عشوائية بدلا من من محاولة اكتشافه للمعادلة الخاصة بـ SHA-256.

لأن الاجابة على هاته المعادلة وجب عليها أن تبدأ بكمية محددة مسبقا من الأصفار (0s).  في حالة البلوك تشين الخاصة بالبيتكوين، وجب على اجابة هاته المعادلة أن تبدأ بأربعة أصفار، و مع دلك، ادا زاد عدد المعدنين في الشبكة، ازدادت صعوبة هذه المعادلات، حيث يتم ضبط هاته الصعوبة بإضافة صفر أخر في بداية كل اجابة خاصة بـ SHA-256.

وعلى غرار السلع التقليدية متل الذهب والفضة، فإن هنالك أيضا تكاليف مرتبطة بإنشاء و ادخال هذه الأصول الرقمية الى السوق، لأنها في الأساس تعتمد على موارد خارجية مكلفة، مثل الكهرباء و أجهزة التعدين الغالية.

لقد أظهرت الدراسات بأن تأمين شبكة البيتكوين فقط يستخدم طاقة كهربائية أكثر مما تتطلبه بعض البلدان الأوروبية الصغيرة.

المعدنين Miners

عندما بدأت عملة البيتكوين في ارتفاع قيمتها السوقية، توسعت قوة الحوسبة الخاصة بشبكتها بشكل كبير جدا.

في بدايتها، كان بإمكان المعدنين المشاركين، التنقيب عن عملة البيتكوين باستخدام أجهزته كمبيوتراتهم المنزلية، غير أنه في الأخير أدرك المعدنون أن بطاقات الجرافيك (Graphic Cards) كانت أفضل بكثير في حل المعادلات الحسابية الخاصة بالبيتكوين، ما أدى الى سباق حسابي في السوق.

ASIC

في النهاية، قامت شركات البلوك تشين الكبرى مثل Bitmain، بطرح أنظمة الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات، و المعروفة باسم (ASIC) في المعادلة. كانت هاته الانضمة المعدنة المصممة خصيصا لهذا الغرض أكثر كفاءة بألاف المرات في تخمين خوارزميات SHA-256 مقارنة بوحدات معالجة الرسومات (GPU)، ووحدات المعالجة المركزية (CPU)، لسؤ الحظ ادى انشاء هاته المعالجات الى خلق سيناريو يحتاج فيه المعدنين الجدد الى استثمار الآلاف من الدولارات على معدات التعدين حتى تتاح لهم الفرصة للتنافس مع المعدنين الأخرين. 

مجمع التعدين

لحسن الحض، بدأت بعض العقول المبدعة في هذا المجال في التفكير في طرق مبتكرة تسمح للجميع في المشاركة في التعدين، حيث قاموا بتطوير مجمعات التعدين (Mining Pools).

يعد تجمع التعدين عبارة عن شبكة من المعدنين يشاركون جميعا عن طريق جمع قوتهم الحسابة لتحقيق هدف مشترك يتمثل في تعدين معاملات Blockchain، كما أنهم يحصلون على نسبة مئوية من المكافآت بناء على نسبة مساهمتهم في التجزئة الكلية للشبكة.

مستقبل تقنية البلوك تشين

لقد استطاعت تقنية Blockchain قطع شوط طويل منذ أيام نشأتها كوسيلة لتأمين شبكات العملات الرقمية المشفرة، و اليوم أصبحت تقنية البلوك تشين تتمتع بالعديد من الاستخدامات في جميع أنواع الصناعات التي يمكن للعقل تخيلها، كما أنه استطاعة على وجه التحديد التأثير على القطاعات اللوجستيكية و المالية و قطاع أمن البيانات بشكل كبير.

كما أنه سوف نرى المزيد من التوسع في قطاع البلوك تشين في الأعوام القليلة المقبلة، حيث أن العديد من المؤسسات و الحكومات بدأت تبدي اهتماما كبيرا و جادا في هاته التقنية التورية.