پرش لینک ها

نگاهی کامل به ارز رمزنگاری شده بیت کوین – بخش دوم

طراحی بیت کوین

واحد

واحد محاسبه هر بیت کوین با همان نام بیت کوین شناخته می شود. نماد بیت کوین در بازار BTC و XBT است. یونی کد این ارز رمزنگاری شده در کامپیوتر نیز ₿ است. مقادیر کم بیت کوین که به صورت جداگانه تبادل می شوند با نام میلی بیت کوین و satoshi شناخته می شوند. این نام بر اساس اسم سازنده بیت کوین یعنی Satoshi انتخاب شده است که نمایانگر کمترین میزان بیت کوین یا 0.0000001 بیت کوین است. یک میلی بیت کوین برابر 0.001 بیت کوین و یا صد هزار satoshi خواهد بود.

بلاک چین

بلاک چین در بیت کوین، دفتری حساب عمومی است که سوابق تبادل آن را نگه داری می کند. این بلاک چین شامل بلاک هایی حاوی تابع رمزنگاری هش بلاک قبلی است که در نهایت به بلاک Genesis که در مقاله قبل به آن اشاره کردیم، می رسد. یک شبکه ارتباطی از بخش های کوچک تر که نرم افزار بیت کوین را اجرا می کنند وظیفه نگه داری از بلاک چین را بر عهده دارند. معاملات در حالتی که فروشنده X مقداری بیت کوین به خریدار Y می فرستد به صورت عمومی در شبکه اعلام می شود. هر گره حاضر در شبکه می توانند صحت این معامله را تایید و آن را به دفتر حساب اضافه کنند. این اطلاعات می تواند به گره های دیگر نیز اعلام شود. برای تایید مالکیت، هر گره از شبکه نسخه از بلاک چین را کپی می کند. تقریبا هر ده دقیقه، گروهی از مبادلات تایید شده که با نام بلاک شناخته می شوند، ساخته و به بلاک چین اضافه می شوند. این اطلاعات بلافاصله در اختیار تمام گره های شبکه قرار می گیرد در حالی که نیاز به نظارت مرکزی وجود ندارد. این مورد اجازه می دهد که نرم افزار بیت کوین تشخیص دهد که یک بیت کوین مشخص در چه زمانی خرج شده است تا از استفاده مجدد جلوگیری شود. بلاک چین تنها جایی است که بیت کوین می تواند وجود داشت باشد.

معاملات

معاملات با استفاده از زبان برنامه نویسی مشابه به Forth تعریف می شوند. معاملات شامل یک یا چند ورودی و خروجی هستند. وقتی کاربری بیت کوین را ارسال می کند، کاربر آدرس و میزان بیت کوین ارسال شده به آدرس خروجی را تعین می کند. هر ورودی باید به میزان قبلی خرج نشده در بلاک چین اشاره کند. برای استفاده از چند بیت کوین باید ورودی های مخصوص به آنها را در معاملات وارد کنید. به دلیل اینکه هر معامله می تواند چندین خروجی داشته باشد، کاربران می توانند بیت کوین را به چندین نقطه مد نظر صرفا در یک معامله انتقال دهد.

هزینه معاملات

در حالی که هزینه معامله کاملا انتخابی است، ماینرها می توانند با پرداخت هزینه معامله بالاتر به درخواست خود اولویت دهند. در واقع نرخ ثابتی برای هزینه معامله وجود ندارد و انجام معاملات بر اساس هزینه های به صورت زیاد به کم پردازش می شود. این هزینه ها معمولا بر اساس satoshi در بایت محاسبه می شوند. اندازه یک معامله ارتباط مستقیمی با تعداد ورودی و خروجی دارد.

 

نگاهی کامل به ارز رمزنگاری شده بیت کوین – بخش دوم
نگاهی کامل به ارز رمزنگاری شده بیت کوین – بخش دوم

مالکیت

در بلاک چین، بیت کوین دارای آدرس مخصوص به خود است. ساختن یک آدرس بیت کوین به ویژگی خاصی نیاز ندارد بلکه شما باید صرفا یک کلید خصوصی تصادفی معتبر را انتخاب کرده و بعد از آن آدرس پردازش خواهد شد. این پردازش صرفا در کسری از ثانیه انجام می شود. البته انجام این کار به صورت برعکس یعنی پردازش یک کلید خصوصی برای دسترسی به آدرس بیت کوین از لحاظ ریاضی انجام نشدنی خواهد بود. کاربران می توانند آدرس عمومی بیت کوین را در اختیار دیگران قرار دهند در حالی که مخاطره امنیتی برای کلید خصوصی به وجود نخواهد آمد. در حالت کلی نیز باید گفت که تعداد کلید های خصوصی به حدی زیاد است که امکان ایجاد دوباره یک کلید خصوصی با همان مشخصات امکان پذیر نیست. تعداد بسیار زیاد کلید های خصوصی باعث شده که زیر فشار گذاشتن سیستم برای دسترسی به اطلاعات آن به صرفه نباشد. برای خرج کردن بیت کوین، مالک باید کلید خصوصی و امضای دیجیتال را در اختیار داشته باشد. شبکه سپس از این برای تایید توسط کلید عمومی استفاده می کند. کلید خصوصی هیچگاه فاش نخواهد شد. اگر کلید خصوصی از دست برود، شبکه بیت کوین هیچ راهکار دیگری برای اثبات مالکیت را قبول نخواهد کرد و بعد از آن بیت کوین مربوطه غیر قابل استفاده خواهد شد. به عنوان مثال در سال 2013، کاربری ادعا کرد که 7500 بیت کوین خود را به ارزش تقریبی 7.5 میلیون دلار از دست داده است. او مدعی بود که کلید های خصوصی روی هارد دیسکی ذخیره شده بودند که به صورت اشتباهی دور انداخته شده است. بر اساس اطلاعات موجود به نظر 20 درصد از کل بیت کوین های این فرد نابود شدند. این مقدار بیت کوین در ماه جولای سال 2018، ارزشی به اندازه 20 میلیارد دلار داشت. برای اطمینان از امنیت ارز رمزنگاری شده بیت کوین، باید همیشه کلید های خصوصی را به عنوان یک راز نگه داشت. اگر اطلاعات کلید خصوصی برای فردی به جز مالک فاش شود، آن فرد می تواند از بیت کوین ها سو استفاده کند. بر اساس اطلاعات فاش شده، در پایان سال 2017، تقریبا 980 هزار بیت کوین در طی فرآیند معاملات ارزهای رمزنگاری شده، دزدیده شدند.

ماینینگ

مانینگ (Mining) فرآیندی است که طی آن از قدرت پردازشی سیستم برای رسیدن به بیت کوین استفاده می شود. به افرادی که ماینینگ را انجام می دهند، ماینر (Miner) گفته می شود. ماینرها با استفاده از اعلام عمومی معاملات در بلاک چین، باعث یکپارچگی و عدم تغییر آن خواهند شد. این اعلام عمومی درون شبکه ای سپس توسط گره های دریافت کننده تایید خواهد شد. هر بلاک شامل تابع هش رمزنگاری شده از نوع SHA-256 در مورد بلاک قبلی است. بدین ترتیب زنجیره ای طولانی میان بلاک ها به وجود آمده و در نهایت شاهد به وجود آمدن بلاک چین یا زنجیره ای از بلاک ها خواهیم بود. برای مورد قبول واقع شدن توسط باقی شبکه، هر بلاک جدید باید از سیستم اثبات کار (Proof-of-work) استفاده کند. این سیستم بر اساس طراحی ضد اسپم Adam Back که در سال 1997 به نام Hashcach شکل گرفته است. سیستم اثبات کار نیازد دارد تا ماینرها عددی به اسم نانس (nonce) را پیدا کنند و وقتی که محتویات بلاک با با استفاده از تابع هش و نانس رمزگذاری شد، نتیجه از لحاظ عددی بسیار کوچکتر از محدودیت عددی شبکه خواهد بود. این سیستم اثبات برای تایید در هر گره شبکه بسیار آسان خواهد بود اما تولید آن بسیار دشوار است چون ماینرها برای رسیدن به تابع هش رمزنگاری شده باید تعداد زیادی از مقادیر نانس را امتحان کنند. هر 2016 بلاک ( 14 روز یا ده دقیقه به ازای هر بلاک)، سطح سختی مد نظر شبکه بر اساس کارآمدی آن تنظیم می شود بدین ترتیب سیستم به صورت خودکار قدرت ماینینگ را در شبکه متعادل می کند. در بین تاریخ یکم مارس 2014 تا یکم مارس 2015، میانگین تعداد نانس امتحان شده توسط کاربران برای ساخت یک بلاک جدید از 16.4 کوینتیلیون به 200.5 کوینتیلیون افزایش پیدا کرد. استفاده از سیستم اثبات کار و ساختار زنجیری بلاک ها، ایجاد تغییر در بلاک چین را کاری بسیار دشوار کرده است. اگر فردی قصد حمله به این سیستم را داشته باشد باید تمامی بلاک ها را به گونه ای تغییر دهد که توسط یکدیگر قابل قبول باشند. بلاک های جدید همیشه در حال ماین هستند، این مورد باعث می شود که ایجاد تغییر در بلاک به شکل عجیبی افزایش پیدا کند.

ماینینگ با قدرت مجتمع

قدرت های پردازشی مختلف وقتی در کنار یک دیگر جمع می شوند از آنها به نام Pool یاد می شود. برای از ماشین های مخصوص به ماین باید زمان زیادی را برای تایید معامله بلاک منتظر باشند تا به مبلغ مورد نظر دست پیدا کنند. در ماینینگ با قدرت مجتمع، ماینرها هر زمانی که سرور بتواند یک بلاک را حل کند بلافاصله پاداش دریافت خواهند کرد. این میزان پاداش ارتباط مستقیمی با میزان کار و کمک در زمینه ماینینگ دارد.

منابع پول

یک ماینر زمانی که موفق می شود یک بلاک جدید را پیدا کند، توسط بقیه شبکه اجازه دارد تا به خود بیت کوین و هزینه معامله جایزه دهد. در نهم جولای سال 2016، این پاداش به اندازه 12.5 بیت کوین جدید در هر بلاک بود که بلاک چین اضافه می شد، هزینه معامله برای پردازش بلاک نیز در آن محاسبه می شود. برای دستیابی به این پاداش، معامله مخصوصی به نام coinbase پردازش می شود. تمام بیت کوین هایی که در حال حاضر وجود دارند توسط همین فرآیند پردازشی ساخته شدند. پروتکل بیت کوین مشخص کرده که میزان این پاداش به ازای هر 210 هزار بلاک جدید به وجود آمده (تقریبا هر چهار سال) نصف شود. در نهایت میزان این پاداش به صفر می رسد و شاهد تمام شدن همه 21 میلیون بیت کوین موجود خواهیم بود. در واقع Nakamoto به عنوان طراح بیت کوین سیاستی را تعیین کرده که هیچگاه میزان بیت کوین بیش از 21 میلیون نخواهد بود. به صورت میانگین هر ده دقیقه یک بیت کوین به وجود می آید و این میزان هر چهار سال به نصف کاهش پیدا می کند تا اینکه توانایی ایجاد این ارز رمزنگاری شده وجود نداشته باشد.

کیف پول

یک کیف پول اطلاعات الزامی در مورد معاملات بیت کوین را در خود نگه داری می کند. در حالی که بیشتر مواقع از کیف پول به عنوان مکانی برای نگه داری بیت کوین یاد می شود اما بر اساس ذات سیستم بیت کوین قابلیت جداسازی از دفتر حساب بلاک چین مربوطه را ندارد. می توان گفت که یک کیف پول مدارک دیجیتالی را برای نگه داری بیت کوین در خود نگه داری می کند و اجازه می دهد تا مالک از آن برای خرید استفاده کند. بیت کوین از سیستم رمزنگاری کلید عمومی استفاده می کند. در این شیوه رمزنگاری دو کلید شکل می گیرند. یک کلید خصوصی و یک کلید عمومی. در حالت بسیار ساده می توان گفت که یک کیف پول، مکانی برای نگه داری از این کلیدهاست. شرکت های ثالث سرویس های کیف پول آنلاین را ارائه می کنند که بر اساس آن دیگر اطلاعات مربوط به کلیدها در سخت افزار کاربر ذخیره نمی شوند بلکه در اختیار شرکت مربوطه قرار گرفتند. یکی از مشکلات بسیار بزرگ این شیوه امکان جاسوسی، هک شدن و لو رفتن کلیدهاست. به عنوان مثال می توان به رخنه امنیتی Mt. Gox در سال 2011 اشاره کرد.

کیف پول فیزیکی

کیف پول فیزیکی اطلاعات الزامی برای خرج کردن بیت کوین به صورت آفلاین را در بر می گیرد. ساده ترین نمونه این کیف پول فیزیکی کاغذی است که اطلاعات کلید خصوصی روی آن چاپ شده که به آن کیف پول کاغذی گفته می شود. این نوع کیف پول توسط کامپیوتری که به اینترنت دسترسی ندارد چاپ می شود و سپس کلید خصوصی روی آن چاپ شده یا نوشته می شود. بعد از انجام اینکار اطلاعات از روی کامپیوتر حذف خواهد شد. حالا کاربر می تواند کیف پول کاغذی و البته فیزیکی خود را در مکانی امن نگه داری کند. به این نوع از ذخیره سازی Cold Storage یا ذخیره سازی سرد نیز گفته می شود. کیف پول های فیزیکی می توانند حالتی مثل سکه های فلزی نیز داشته باشند که کلید خصوصی آن زیر هولوگرام امنیتی هک می شود. هولوگرام امنیتی در صورتی که جدا شود، به صورت خودکار نابود خواهد شد و این نمایانگر استفاده شدن از کلید خصوصی است. در ابتدا از فلزات ارزان برای ضرب این سکه ها استفاده می شد اما با افزایش قیمت و البته ارزش بیت کوین در سال های اخیر از فلزات گران بها برای ضرب این سکه ها استفاده می شود. سکه هایی به ارزش 1000 بیت کوین با طلا ساخته می شوند.

پیاده سازی

اولین برنامه مربوط به کیف پول صرفا با نام بیت کوین شناخته می شد. حتی برخی از مواقع از آن با نام Satoshi client یاد می شد. این کیف پول در سال 2009 به عنوان یه نرم افزار متن باز ارائه شد. در نسخه 0.5 رابط کاربری این نرم افزار از wxWidgets به Qt تغییر پیدا کرد و بعد از آن این نرم افزار با نام Bitcoin-Qt شناخته شد. بعد از ارائه نسخه 0.9 نرم افزار به نام Bitcoin Core تغییر پیدا کرد.

فورک یا شاخه (زنجیره بلاک)

Bitcoin Core شاید بهترین پیاده سازی را برای کاربر داشته باشد. دیگر جایگزین ها (فورک های Bitcoin Core) نیز در دسترس هستند از میان آنها می توان به Bitcoin XT و Bitcoin Unlimited یا Parity Bitcoin اشاره کرد. در ابتدای آگوست 2017 شاخه جدیدی از بیت کوین به نام Bitcoin Cash ایجاد شد. بیت کوین کش دارای محدودیت بلاک بسیار بیشتری بود. با گذشت زمان و در ماه اکتبر 2017 شاخه جدیدی از بیت کوین به نام Bitcoin Gold ایجاد شد. بیت کوین گلد سیستم اثبات کار را با تغییرات الگوریتیمی برای ماینینگ همراه کرد چون سازندگان حس می کردند انجام ماینینگ بسیار تخصصی شده است.

تقسیم بندی

بیت کوین توسط یک قدرت مرکزی مدیریت نمی شود و به صورت کلی شبکه این ارز رمزنگاری شده غیر متمرکز یا تقسیم بندی شده است.

  • هیچ سرور مرکزی وجود ندارد، بیت کوین از شبکه همتا به همتا (peer-to-peer) استفاده می کند.
  • یک واحد ذخیره سازی مرکزی وجود ندارد. دفتر حساب بیت کوین توزیع شده است.
  • دفتر حساب کلی، عمومی است. هر کاربری می تواند آن را روی کامپیوتر خود ذخیره کند.
  • مدیریت واحد وجود ندارد. دفتر حاسب کلی توسط شبکه ای از ماینرها با یک سطح از دسترسی کنترل می شود.
  • هر کاربری می تواند به عنوان ماینر فعالیت کند.
  • همیشه رقابت وجود دارد. تا زمانی که بلاک جدیدی به دفتر حساب اضافه نشود، مشخص نیست که کدام ماینر آن بلاک را به وجود خواهد آورد.
  • توزیع بیت کوین به صورت غیر متمرکز است. هر کاربری که بلاک جدید به وجود آورد پاداشی دریافت خواهد کرد.
  • هر کاربری می تواند آدرس بیت کوین جدیدی به وجود آورد در حالی که نیاز به تایید وجود ندارد.
  • هر کسی می تواند معامله ای را به شکبه ارسال کند در حالی که نیاز به تایید وجود ندارد. شبکه صرفا تایید می کند که این درخواست درست است.

تکامل به سوی متمرکز شدن

محققان اشاره کردند که تکامل به سوی متمرکز شدن احساس می شود. در حالی که امکان انتقال بیت کوین به صورت مستقیم از کاربری به کاربر دیگر وجود دارد، استفاده از واسطه کاربرد بسیار زیادی دارد. ماینرهای بیت کوین از قدرت مجتمع استفاده می کنند. به خاطر اینکه معاملات در شبکه به صورت کلی توسط ماینرهای تایید می شوند، غیر متمرکز بودن تایید دارد که هیچگاه نباید 51 درصد از قدرت تابع هشت توسط یک ماینر یا گروهی از آنها کنترل شود. اگر این اتفاق رخ دهد امکان استفاده دوباره از بیت کوین به وجود می آید و در سمت مقابل برخی دیگر از تراکنش ها به درستی انجام نخواهد شد و بخشی از ماینر ها نمی توانند پاداش خود را دریافت کنند. در سال 2013 شش گروه ماینینگ، 75 درصد از قدرت تابع هش را در اختیار گرفته بودند. در سال 2014 نیز گرهی به نام Ghash.io در حدود 51 درصد از قدرت تابع هش را در اختیار گرفت که باعث شد بحث های بسیار زیادی در مورد امنیت شبکه مطرح شود. این گروه به صورت مسالمت آمیز قدرت خود را روی تابع هش به 39.9 درصد کاهش داد تا دیگر اعضای این شبکه نیز بتوانند به درستی از پاداش برخوردار شوند. در بین سال های 2017 تا 2019، بیش از 70 درصد قدرت تابع هش و 90 درصد معاملات از سمت کشور چین انجام شده بود. بر اساس اطلاعات ارائه شده توسط محققان، دیگر بخش های اکو سیستم نیز توسط موجودیت های کوچکتر کنترل می شوند.

حریم خصوصی

بیت کوین در واقع به صورت مستعار کار می کند. این بدان معنی است که منابع و واحد های مربوط به ارتباطی و موجودیت های حقیقی ندارد و صرفا ارتباط آنها با آدرس بیت کوین است. مالکین بیت کوین به صورت عمومی شناخته نمی شوند اما همه تبادلات انجام شده به صورت عمومی در بلاک چین قابل مشاهده است. در کنار آن معاملات می توانند به یک شخص یا کمپانی نسبت داده شوند. بدین ترتیب اطلاعات دارنده یک آدرس بیت کوین قابل مشاهده است. در ادامه باید گفت که تبادل بیت کوین با ارزهای حقیقی به این موضوع نیازمند است که مراجع قانونی اطلاعات خریدار و فروشنده را داشته باشند. برای افزایش حریم خصوصی مالی، آدرس جدیدی برای بیت کوین های مربوطه بعد از معامله تولید خواهد شد.

قابلیت انتقال و جا به جایی

کیف پول و دیگر نرم افزار های مشابه به صورت تکنیکی همه بیت کوین را به صورت یکسان در نظر می گیرند. بدین ترتیب قابلیت انتقال یکسان فراهم می شود. محققان اشاره کردند که تاریخچه هر بیت کوین ثبت شده و در بلاک چین قابل مشاهده است. شاید برخی از کاربران دریافت بیت کوین از منابعی که مشکلات خاصی داشته باشند را قبول نکنند که البته قابلیت انتقال را تحت تاثیر قرار خواهد داد.

مقیاس پذیری

بلاک ها در بلاک چین در ابتدا می توانستند حجم حداکثری معادل 32 مگابایت داشتند. محدودیت یک مگابایتی در سال 2010 توسط Satoshi Nakamoto معرفی شد. در نهایت این محدودیت یک مگابایتی باعث ایجاد مشکلاتی در پردازش معاملات شد که از آنها می تواند به افزایش هزینه معاملات و تاخیر در پردازش هر معامله اشاره کرد.

یک دیدگاه بگذارید