نعيش الآن في عالم يسير في فلك التكنولوجيا بسرعة الضوء، كل يوم نجد ابتكار جديد ربما لم نكن نحلم يومًا أن يكون موجودًا، وإن كانت التكنولوجيا الحاضرة قد بلغت منّا هذا القدر من الدهشة والاستغراب أن ما نراه الآن هو شيء حقيقي فماذا عن المستقبل؟ تحدثتُ معكم في الكثير من المقالات عن بعض تقنيات المستقبل وأبرزها الذكاء الاصطناعي والحواسيب الفائقة أو ما يسمى الحاسوب الكمي وغيرها من التقنيات الحديثة، وبعد أن تحدثت معكم في شرح مفصل عن مراحل تعدين البيتكوين والخطوات التي تمر بها المعاملات حتى يتم توثيقها وتعرفنا معكم على أساس هذه العملة وهي تقنية سلسلة الكتل Blockchain، سنستعرض معكم اليوم كل ما تحتاج معرفته عن تقنية البلوك تشين وما هي؟ ومميزات وتطبيقات هذه التقنية العظيمة.
- مصطلح Blockchain بالتصور الذي نعرفه اليوم ظهر بفضل شخص يدعى ساتوشي ناكاموتو Satoshi Nakamoto وهو الشخص أو "المنظمة" التي يرجع لها الفضل في ابتكار أول عملة رقمية مشفرة وهي عملة Bitcoin، في عام 2008م قام ساتوشي ناكاموتو بمشاركة ورقة بحثية تحت عنوان Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System مع مجموعة مشتركين في قائمة بريدية لديها اهتمام بعلم التشفير أو التعمية، الورقة البحثية طُرح فيها فكرة إنشاء عملة رقمية لامركزية مشفرة قائمة على أساس تقنية البلوكشاين، بعد ذلك في يناير 2009م أطلق ساتوشي أول نسخة من برنامج البتكوين على منصة Sourceforge.
- كانت هذه مقدمة هامة لتوضيح الفرق بين تقنية البلوك شاين وعملة البتكوين ومدى الارتباط بينهما، حيث كانت العملة بمثابة شرارة الانطلاق لهذه التقنية المبهرة التي تم الاعتماد عليها ليس في إنشاء عملات رقمية أخرى وحسب وإنما في الكثير المجالات الأخرى والتي سنتعرف عليها بعد توضيح ماهية هذا النظام وكيفية عمله.
- مصطلح Blockchain هو عبارة عن كلمتين Block بمعنى الكتلة وChain بمعنى سلسلة، ويشير هذا المصطلح إلى "مجموعة كتل مترابطة تستخدم في حفظ سجلات البيانات الإلكترونية ومشاركتها على الشبكة بطريقة لامركزية آمنة ومشفرة بحيث لا يمكن التلاعب في هذه البيانات أو تحريفها" ويمكن تشبيه هذه التقنية بدفتر الأستاذ الذي يتم توثيق المعاملات المحاسبية فيه.
- حسنًا لكي نفهم هذه التقنية بشكل أفضل سنضرب مثالًا عليها، إذا افترضنا أن شخص لديه 1000$ فقط في حسابه البنكي ويريد تحويلها إلى حساب آخر.. فما الذي يمنعه من إرسال نفس المبلغ إلى عدة أشخاص في نفس الوقت؟ الإجابة ستكون أنه فور قيام الشخاص بإرسال المبلغ في المرة الأولى يتم توثيق العملية في نظام البنك بحيث يتم خصم قيمة العملية من هذا الشخص ويصبح رصيده 0 ويتم إضافة المبلغ إلى رصيد الشخص الآخر، وهذا ما يمنع إمكانية التلاعب في التعاملات، هذه ببساطة فكرة البلوك شاين باستثناء أن نظام البنك هو نظام مركزي يتم التحكم به من جهة واحدة، لكن نظام "سلسلة الكتل" هو نظام لا مركزي فكل شخص يستطيع الحصول على نسخة موثقة من كافة المعاملات التي تمت على النظام، وهذا ما يجعل النظام محصن ضد التلاعب.
- ذكرنا أن هذه التقنية عبارة عن سلسلة من الكتل أو البلوكات المتسلسلة والمترابطة معًا، فمم تتكون الكتلة؟ وكيف يتم ربط جميع هذه الكتل معًا بحيث لا يمكن العبث بإحداها دون إفساد باقي الكتل؟
- عند وضع نفس البيانات الخاصة بالكتلة في أي نظام فإنها ستولد نفس مفتاح الهاش الذي تم توليده داخل السلسلة، فمثلًا قم بالدخول إلى هذا الموقع وقم بكتابة كلمة نتاوي وسيخرج لك هذا الهاش بالضبط:
- تعرفنا على مكونات كل كتلة وكيفية ربط هذه الكتل معًا، الآن سنتعرف بشكل مبسط على كيفية عمل هذه التقنية والمراحل التي تمر بها من بداية تسجيل المعلومات وتكوين الكتلة وحتى يتم إضافة الكتلة إلى السلسلة.
- عندما يتم تكوين بلوك يتم إرساله إلى العقد الذين يشاركونه مع عقد أخرى وهكذا حتى يتم إرسال البلوك إلى جميع أعضاء الشبكة، ويكون دور العقدة هو التحقق من صحة البلوك وأنه لم يتم التلاعب به عبر الأجهزة الخاصة بهم، وبعد التحقق من الكتلة يقوم كل عضو بإضافة البلوك إلى نسخته من سلسلة الكتل.
- طبعًا جميع نسخ السلسة تكون واحدة لأن العقد تستطيع التمييز بين الكتل الصالحة والكتل التي تم التلاعب بها وذلك من خلال مطابقة الهاش وأيضًا من خلال نظام آخر وهو نظام إثبات العمل.
- ذكرنا أن تقنية الهاش تستخدم في تشفير المعلومات الموجودة داخل البلوك بحيث لا يمكن تغييرها ولكن هل يعتبر ذلك كافيًا لضمان أمان الملفات؟ الإجابة لا.. فمع التطور الكبير للحواسيب وظهور الحواسيب الفائقة أصبح بالإمكان حساب مئات بل آلاف دوال الهاش في ثوان وبالتالي يمكن التلاعب في الكتلة ومع تغير الهاش سيتم حساب الهاش الخاص بالكتل التالية وتغييرها جميعًا وبقاء سلسة الكتل صالحة، لذلك كان لزامًا أن يتم إيجاد عامل مساعد للهاش لضمان بقاء الكتل آمنة.
- خاصية Proof of Work هي عبارة عن وسيلة تستخدم في التحكم وإبطاء عملية إنشاء كتل جديدة، إذا نظرنًا مثلًا إلى Proof of Work الخاص بعملة البتكوين سنجد أنه يتم من خلال قيام المستخدمين باستخدام أجهزتهم في محاولة تخمين الهاش الخاص بالكتلة الحالية من أجل التحقق منها وتوثيقها وإضافتها إلى سلسلة الكتل، تتم هذه العملية من خلال حصول كافة الأشخاص في شبكة العملة على مجموعة معلومات لكي تساعدها في تخمين الهاش، ويستخدم الأشخاص قوتهم الحوسبية في معالجة هذه المعلومات من أجل تخمين الهاش الصحيح الذي يتطابق مع معلومات البلوك، هذه العملية تستغرق 10 دقائق في عملة البيتكوين أي أنه يتم حل بلوك كل 10 دقائق.
- إذًا فإذا حاول شخص التلاعب في السلسلة ونجح في تغيير معلومات خاصة بكتلة معينة وقام بحساب دوال الهاش بكافة الكتل التالية فإنه ما زال عليه القيام بعمل Proof of Work لكافة هذه الكتل ومهما بلغت قوة الحواسيب المستخدمة فإنه يستحيل إثبات العمل الخاص بهذه الكتل بالإضافة للكتل الجديدة التي يتم إضافتها، وبالتالي يصبح التلاعب بالمعلومات المسجلة داخل داخل شبكة بلوك تشين أمرًا مستحيلًا.
- كان لبزوغ نجم البتكوين أثر كبير في إلقاء الضوء على هذه التقنية وعلى المجالات الهامة التي يمكن الاعتماد على تلك التقنية فيها، وحتى الآن ظهرت عدة تطبيقات استفادت من التقنية بشكل كبير.
** الخاتمة **
- كان هذا حديثًا شيقًا حول تقنية البلوك تشين الرائعة والتي ستستخدم بشكل أوسع في الفترة القادمة وستعتمد عليها الكثير من الشركات التكنولوجية، حديثنا لم ينته عن هذه التقنية.. تابعونا في المقال القادم لمن يريد أن يتعلم كيفية البرمجة وبناء التطبيقات باستخدام البلوك شاين وأهم الدورات المتوفرة لذلك.
* يُمكنكم أيضًا مشاهدة:
- ما هو لينكس Linux؟
- هل يجب أن نخشى الذكاء الاصطناعي؟
- الفرق بين وحدات التخزين على الكمبيوتر
- ما هو رمز الاستجابة السريعة QR Code؟
تاريخ تقنية البلوك تشين Blockchain
- فكرة البلوك تشاين Blockchain ظهرت لأول مرة في عام 1991م على يد كلًا من Stuart Haber وScott Stornetta، حيث كانا يعملان على أبحاث تدور فكرتها حول تطوير نظام لا يمكن فيه التلاعب بالطوابع الزمنية Timestamps للوثائق أو تغييرها، ومن رحم هذه الأبحاث بدأ العمل على أول نظام لسلسة الكتل المشفرة.- مصطلح Blockchain بالتصور الذي نعرفه اليوم ظهر بفضل شخص يدعى ساتوشي ناكاموتو Satoshi Nakamoto وهو الشخص أو "المنظمة" التي يرجع لها الفضل في ابتكار أول عملة رقمية مشفرة وهي عملة Bitcoin، في عام 2008م قام ساتوشي ناكاموتو بمشاركة ورقة بحثية تحت عنوان Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System مع مجموعة مشتركين في قائمة بريدية لديها اهتمام بعلم التشفير أو التعمية، الورقة البحثية طُرح فيها فكرة إنشاء عملة رقمية لامركزية مشفرة قائمة على أساس تقنية البلوكشاين، بعد ذلك في يناير 2009م أطلق ساتوشي أول نسخة من برنامج البتكوين على منصة Sourceforge.
- كانت هذه مقدمة هامة لتوضيح الفرق بين تقنية البلوك شاين وعملة البتكوين ومدى الارتباط بينهما، حيث كانت العملة بمثابة شرارة الانطلاق لهذه التقنية المبهرة التي تم الاعتماد عليها ليس في إنشاء عملات رقمية أخرى وحسب وإنما في الكثير المجالات الأخرى والتي سنتعرف عليها بعد توضيح ماهية هذا النظام وكيفية عمله.
ما هي تقنية البلوك تشين Blockchain؟
- حسنًا لكي نفهم هذه التقنية بشكل أفضل سنضرب مثالًا عليها، إذا افترضنا أن شخص لديه 1000$ فقط في حسابه البنكي ويريد تحويلها إلى حساب آخر.. فما الذي يمنعه من إرسال نفس المبلغ إلى عدة أشخاص في نفس الوقت؟ الإجابة ستكون أنه فور قيام الشخاص بإرسال المبلغ في المرة الأولى يتم توثيق العملية في نظام البنك بحيث يتم خصم قيمة العملية من هذا الشخص ويصبح رصيده 0 ويتم إضافة المبلغ إلى رصيد الشخص الآخر، وهذا ما يمنع إمكانية التلاعب في التعاملات، هذه ببساطة فكرة البلوك شاين باستثناء أن نظام البنك هو نظام مركزي يتم التحكم به من جهة واحدة، لكن نظام "سلسلة الكتل" هو نظام لا مركزي فكل شخص يستطيع الحصول على نسخة موثقة من كافة المعاملات التي تمت على النظام، وهذا ما يجعل النظام محصن ضد التلاعب.
العناصر المكونة للكتلة Block
1- البيانات Data
- كل كتلة تحتوي على مجموعة من البيانات التي نريد توثيقها وحمايتها من التلاعب، هذه البيانات تختلف حسب المجال الذي تستخدم فيه التقنية، فمثلًا في العملات الرقمية التي تعتمد على البلوك تشاين فالبيانات تكون عبارة عن المعاملات التي تتم من طرف إلى خر وتضم المعاملة المرسل والمستقبل وقيمة المعاملة، وعند تسجيل المعاملة داخل البلوك تصبح نهائية لا يمكن التراجع عنها أو تغييرها ويتم تسجيل المعاملة لدى جميع الأشخاص الذين لديهم نسخة من السجل.2- الهاش Hash
- أحد أهم الخواص التي تجعل هذه التقنية آمنة بشكل تام هي خاصية الهاش، ببساطة يمكن الإشارة إلى الهاش على أنه بصمة الإصبع الخاصة بكل كتلة، فالهاش عبارة عن سلسلة فريدة من الأرقام والحروف التي يتم إنشاؤها بعد تجميع الكتلة أو البلوك، وفور إنشاء الهاش يؤدي أي تعديل في البلوك مهما كان صغيرًا إلى تغير الهاش وهو ما يؤدي تحول الكتل التالية إلى كتل غير صالحة ومن ثم يحدث انهيار للسلسة، وبذلك فإن تعديل البيانات دون تغير الهاش يعتبر أمرًا مستحيلًا.- عند وضع نفس البيانات الخاصة بالكتلة في أي نظام فإنها ستولد نفس مفتاح الهاش الذي تم توليده داخل السلسلة، فمثلًا قم بالدخول إلى هذا الموقع وقم بكتابة كلمة نتاوي وسيخرج لك هذا الهاش بالضبط:
5a83e5a95ce3aa0e19e69cf8445c7c5e18b5de51fe6951cf0d52ca5588567644
3- الهاش الخاص بالكتلة السابقة The Hash of the Previous Block
- ذكرنا أن مصطلح Blockchain يشير إلى سلسلة من الكتل، لكي يتم ربط كل كتلة بالكتلة الأخرى يتم حفظ الهاش الخاص بالكتلة السابقة في الكتلة التالية وهو ما يضمن بقاء الشبكة آمنة وبقاء كافة المعلومات سليمة دون حدوث أي تلاعب فيها، جميع الكتل تحمل الهاش الخاص بالكتلة التي تسبقها ما عدا البلوك الأول في السلسة وهو ما يطلق عليه The Genesis Block.كيف تعمل تقنية البلوك تشين Blockchain؟
العقد Nods
- ذكرنا أن هذه التقنية تعتمد بالأساس على اللامركزية، فهي عبارة عن شبكة واسعة من المستخدمين تعمل عبر نظام الند للند P2P وهو النظام الذي تعتمد عليه تقنية التورنت، حيث يمكن لأي شخص الانضمام لهذه الشبكة والحصول على نسخة منها، هؤلاء المستخدمين أو أعضاء الشبكة نسميهم عقد Nods فكل شبكة تتكون من مجموعة عقد تربط بعضها ببعض صحيح؟- عندما يتم تكوين بلوك يتم إرساله إلى العقد الذين يشاركونه مع عقد أخرى وهكذا حتى يتم إرسال البلوك إلى جميع أعضاء الشبكة، ويكون دور العقدة هو التحقق من صحة البلوك وأنه لم يتم التلاعب به عبر الأجهزة الخاصة بهم، وبعد التحقق من الكتلة يقوم كل عضو بإضافة البلوك إلى نسخته من سلسلة الكتل.
- طبعًا جميع نسخ السلسة تكون واحدة لأن العقد تستطيع التمييز بين الكتل الصالحة والكتل التي تم التلاعب بها وذلك من خلال مطابقة الهاش وأيضًا من خلال نظام آخر وهو نظام إثبات العمل.
إثبات العمل Proof of Work
- خاصية Proof of Work هي عبارة عن وسيلة تستخدم في التحكم وإبطاء عملية إنشاء كتل جديدة، إذا نظرنًا مثلًا إلى Proof of Work الخاص بعملة البتكوين سنجد أنه يتم من خلال قيام المستخدمين باستخدام أجهزتهم في محاولة تخمين الهاش الخاص بالكتلة الحالية من أجل التحقق منها وتوثيقها وإضافتها إلى سلسلة الكتل، تتم هذه العملية من خلال حصول كافة الأشخاص في شبكة العملة على مجموعة معلومات لكي تساعدها في تخمين الهاش، ويستخدم الأشخاص قوتهم الحوسبية في معالجة هذه المعلومات من أجل تخمين الهاش الصحيح الذي يتطابق مع معلومات البلوك، هذه العملية تستغرق 10 دقائق في عملة البيتكوين أي أنه يتم حل بلوك كل 10 دقائق.
- إذًا فإذا حاول شخص التلاعب في السلسلة ونجح في تغيير معلومات خاصة بكتلة معينة وقام بحساب دوال الهاش بكافة الكتل التالية فإنه ما زال عليه القيام بعمل Proof of Work لكافة هذه الكتل ومهما بلغت قوة الحواسيب المستخدمة فإنه يستحيل إثبات العمل الخاص بهذه الكتل بالإضافة للكتل الجديدة التي يتم إضافتها، وبالتالي يصبح التلاعب بالمعلومات المسجلة داخل داخل شبكة بلوك تشين أمرًا مستحيلًا.
مميزات تقنية البلوك تشين Blockchain
- الشبكة تعمل دون توقف ودون حاجة إلى نظام مركزي للسيطرة عليها
- اللامركزية تعتبر أبرز مميزات التقنية فكل شخص يستطيع الانضمام إليها
- تعزيز أهمية الاعتماد على شبكات النظير للنظير P2P والاستغناء عن المركزية
- إمكانية القيام بالمعاملات وإتمامها في خلال دقائق بدلًا من الانتظار لعدة أيام
- الأمان التام مع خطوات حماية متعددة لضمان عدم حدوث أي تلاعب في الشبكة
- الترابط بين الكتل يضمن بقاء السلسلة بدون تغيير أو تحريف ويصبح ذلك مستحيلًا
- فتحت لنا مجال جديد من المعاملات المالية وهي العملات الإلكترونية أو الرقمية
- توفر هذه الشبكة للمستخدمين الحماية الكاملة لهوياتهم وفي البقاء بشكل مجهول
تطبيقات البلوك تشين Blockchain
العملات الرقمية Cryptocurrency
- بالطبع فإن العملات المشفرة هي أكثر التطبيقات التي استفادت من تقنيات مثل البلوك شاين وكذلك الحوسبة السحابية، وسهلت هذه العملات من إتمام المعاملات المالية في ثوان معدودة والقضاء على الرتابة المتأصلة في المعاملات البنكية التقليدية، بالإضافة إلى بقاء مستخدمي هذه العملات مجهولين دون حاجة إلى الكشف عن هوياتهم.التخزين السحابي اللامركزي Cloud Storage
- تحدثنا في موضوع سابق عن مفهوم التخزين السحابي وتعرفنا على أنها عملية استئجار مساحة تخزينية بمقابل شهري، لكن من عيوب هذه الخدمة هو مركزية البيانات بحيث يمكن تسريبها إذا حدث اختراق لمركز البيانات أو يمكن فقدانها إذا حدث تلف لمركز التخزين، فكرة التخزين السحابي اللامركزي هي فكرة قائمة على تشفير وتقسيم بياناتك إلى مئات الأجزاء وتخزينها على أجهزة شبكة من المستخدمين، ونجحت خدمة Sia في تطبيق هذه الفكرة يمكنكم قراءة المقال الخاص بها.التحويلات البنكية Wire Transfer
- كما اعتمدت عليها العملات الرقمية فإن هذه التقنية يمكن أن تفيد البنوك التقليدية في زيادة سرعة إتمام المعاملات المالية والتحقق من هويات العملاء بشكل أفضل، وهناك تعاون يحدث في هذا المجال مع بعض البنوك مثل التقنية التي تعتمد عليها عملة الريبل والتي أصبحت مقبولة في عدة بنوك وكان منها مؤسسة الإمارات للصرافة.قوة حوسبية لا مركزية Decentralized Computing
- كما هو الحال مع خدمة Sia والتي تقدم خدمة التخزين السحابي اللامركزي، فهناك أيضًا خدمات توفر القدرة على الاستفادة من القوة الحاسوبية للأجهزة المنتشرة على شبكة الخدمة، وكلتا الخدمتين يعتمدان على البلوك شاين، هناك شركات مثل iExec وأيضًا Golem توفر للمستخدمين إمكانية استئجار قوة حوسبية للقيام بشيء يحتاج إلى موارد كبيرة لا تستطيع إنجازها على حاسوبك، كما يمكنك تأجير قوة جهازك والحصول على عملات رقمية في المقابل.** الخاتمة **
- كان هذا حديثًا شيقًا حول تقنية البلوك تشين الرائعة والتي ستستخدم بشكل أوسع في الفترة القادمة وستعتمد عليها الكثير من الشركات التكنولوجية، حديثنا لم ينته عن هذه التقنية.. تابعونا في المقال القادم لمن يريد أن يتعلم كيفية البرمجة وبناء التطبيقات باستخدام البلوك شاين وأهم الدورات المتوفرة لذلك.
* يُمكنكم أيضًا مشاهدة:
- ما هو لينكس Linux؟
- هل يجب أن نخشى الذكاء الاصطناعي؟
- الفرق بين وحدات التخزين على الكمبيوتر
- ما هو رمز الاستجابة السريعة QR Code؟