در سالهای اخیر تکنولوژی بلاکچین (Blockchain Technology) به طور فزایندهای مورد توجه قرار گرفته و همین محبوبیت موجب شده است، بسیاری از صنایع و کسبوکارها به فکر بهکارگیری تکنولوژی بلاکچین بیفتند. اما سوال این است که آیا همه شرکتها و موسسات شرایط و ویژگیهای یکسانی دارند و یک نوع بلاکچین برای همه کافی است؟ قطعا پاسخ منفی است؛ زیرا بلاکچین نسخههای مختلفی دارد که هرکدام دارای ویژگیهای متفاتی هستند. در این مقاله میخواهیم انواع مختلف بلاکچینها را بررسی و مزایا و معایب هرکدام را بیان کنیم. با میهن بلاکچین همراه باشید.
چرا به بلاکچینهای مختلف نیاز داریم؟
مهمترین کاربرد یک بلاکچین، انجام تراکنشها یا تبادل اطلاعات از طریق یک شبکه امن است، اما نحوه استفاده از بلاکچین و فناوری دفتر کل توزیعشده (DLT) در موارد مختلف متفاوت است. به طور مثال بیت کوین (BTC) یک ارز دیجیتال است که از طریق فناوری بلاکچین و دفتر کل توزیعشده معامله میشود. شبکه بیت کوین، یک بلاکچین عمومی است؛ زیرا افراد مختلف در سراسر جهان میتوانند به یک نود (Node) تبدیل شوند و در پروسه تایید سایر نودها و معاملات بیت کوین شرکت کنند.
حالا مثالی را تصور کنید که یک بانک از یک شبکه بلاکچینی استفاده میکند. این شبکه باید یک شبکه محدود با تعداد دسترسی اندک و مشخص داشته باشد؛ زیرا اطلاعات محرمانه از طریق این شبکه جابهجا میشود. بنابراین هیچکس از خارج از این شبکه بسته نمیتواند به اطلاعات بانک دسترسی داشته باشد. این نوع شبکه، یک بلاکچین خصوصی است.
با این دو مثال به ضرورت وجود انواع شبکههای بلاکچینی پی بردیم. حال به سراغ این برویم که چند نوع بلاکچین وجود دارد.
معرفی انواع بلاکچین
انواع بلاکچین را میتوان بهطور کلی بر حسب دو ویژگی بدون مجوز (Permissionless) و دارای مجوز (Permissioned) یا ترکیبی از هر دو تقسیمبندی کرد. در بلاکچینهای بدون مجوز هر کاربری میتواند به صورت شبهناشناس به شبکه بلاکچین بپیوندد و به «نود» شبکه تبدیل شود. در این نوع بلاکچینها اختیارات نودها در شبکه بلاکچین محدود نمیشود.
بالعکس بلاکچینهای دارای مجوز برای نودهای خاصی، دسترسی به شبکه را محدود میکنند. در بلاکچینهای دارای مجوز هویت یک کاربر برای سایر کاربران بلاکچین شناختهشده است.
از آنجایی که در بلاکچینهای بدون مجوز تعداد نودهای اعتبارسنج زیاد است، نودهای مخرب بهسختی میتوانند تبانی کنند. به همین دلیل بلاکچینهای بدون مجوز نسبت به بلاکچینهای دارای مجوز ایمنتر هستند، اما به خاطر تعدد نودها و اندازه بزرگ تراکنشها، زمان پردازش تراکنش طولانیتری دارند.
از طرف دیگر بلاکچینهای دارای مجوز کارآمدتر هستند. در واقع به دلیل محدود بودن دسترسی به شبکه، نودهای کمتری در بلاکچین وجود دارند و در نتیجه زمان پردازش تراکنشها کوتاهتر میشود.
همیشه در کنار جوانب مثبت یکسری معایب هم وجود دارد. کاهش زمان پردازش تراکنشها در بلاکچینهای دارای مجوز نیز از این قاعده مستثنی نیست. به عبارت دیگر متمرکز کردن بلاکچینهای دارای مجوز و قرارگرفتن آنها تحت نظارت مقامات مرکزی (از قبیل یک دولت، شرکت، یک گروه تجاری یا نهاد و گروهی که مسئول اعطای مجوز به نودها هستند و برای بلاکچین محدودیت ایجاد میکنند) باعث کاهش امنیت سیستم میشود و آن را مستعد آسیبپذیری در برابر هکهای سنتی میکند. هر چه تعداد نودها در بلاکچین کمتر باشد، تبانی برای نودهای مخرب آسانتر میشود؛ بنابراین مدیران بلاکچینهای خصوصی باید در مورد نودهایی که مسئول اضافهکردن و تایید بلاکها هستند، اطمینان حاصل کنند و نودهای قابلاعتماد را انتخاب کنند.
۱. بلاکچین عمومی (Public Blockchain)
یک بلاکچین عمومی، بلاکچینی است که هر کس در هر جای جهان میتواند آن را مشاهده کند، همه میتوانند به این شبکه تراکنش ارسال کنند، در صورتی که تراکنش معتبر باشد، این تراکنش به بلاک اضافه میشود و کاربر میتواند در فرایند اجماع شرکت کند.
اقتصاد کریپتویی راهی برای هماهنگی رفتار شرکتکنندگان شبکه است و تلاش میکند با ترکیبی از انگیزههای اقتصادی و تایید رمزنگاری از طریق روشهایی مانند اثبات کار (در بلاکچین بیت کوین) یا اثبات سهام (در بلاکچین اتریوم) بلاکچینهای عمومی را ایمن کند. به طور کلی این بلاکچینها از نوع «کاملا غیرمتمرکز» درنظر گرفته میشوند.
بلاکچینهای عمومی برای محافظت از کاربران برنامه در برابر توسعهدهندگان مکانیزم خاصی را ارائه میدهند. در حقیقت این بلاکچینها ادعا میکنند که برخی اقدامات خاص، حتی فراتر از محدوده اختیارات توسعهدهندگان برنامه است. از آنجایی که بلاکچینهای عمومی منبع باز و بدون نیاز به تایید شخص ثالث هستند، احتمالا مورد استقبال بسیاری از سازمانها قرار میگیرند.
یکی دیگر از دلایل محبوبیت بلاکچینهای عمومی ویژگی «ناشناس بودن» است. یک بلاکچین عمومی یک پلتفرم منبع باز، امن و مطمئن برای انجام معاملات و تراکنشها است. برای مشارکت در این بلاکچینها نیازی به افشای هویت یا نام واقعی کاربر نیست و در صورتی که نکات مربوط به امنیت هویت کاربر رعایت شده باشد، هیچکس نمیتواند کاربران را شناسایی کند.
بلاکچینهای عمومی با وجود مزایایی که به آنها اشاره شد، یکسری معایب هم دارند. به طور مثال انجام تراکنشها در بلاکچینهای عمومی به قدرت محاسباتی قابل توجهی نیاز دارند، حریم خصوصی برای تراکنشها یا در حد مطلوبی نیست یا اصلا وجود ندارد و ضمنا امنیت آنها کافی نیست.
مزایای بلاکچین عمومی
- دسترسی آزاد برای عموم: هر کسی میتواند به یک بلاکچین عمومی دسترسی داشته باشد.
- استفاده از نام مستعار: کاربران برای مشارکت در بلاکچین عمومی ملزم به افشای هویت واقعی خود نیستند.
- غیرمتمرکز: هیچ مقام یا نهاد متمرکزی شبکه را کنترل نمیکند.
- شفافیت: هر کسی میتواند در هر زمانی به دفتر کل دسترسی کامل داشته باشد و این یعنی احتمال خرابکاری یا اختلاف در شبکه از بین میرود.
- تغییرناپذیری: بعد از اینکه بلاکها ایجاد شدند و در زنجیره قرار گرفتند، عملا تغییر و دستکاری بلاکچین غیرممکن میشود.
- پاداشها: یک ماینر یا ولیدیتور (Validator) با توجه به مکانیسم اجماع شبکه میتواند در ازای کشف بلاکهای جدید یا اعتبارسنجی تراکنشها پاداش دریافت کند.
معایب بلاکچین عمومی
- نامناسب برای دادههای حساس یا اختصاصی: یک بلاکچین عمومی از مکانیزم مجوز استفاده نمیکند؛ بنابراین نمیتواند دادهها را از برخی نهادهای خاص، افراد یا عموم کاربران پنهان کند. به طور مثال در صورتیکه یک بلاکچین عمومی بخواهد اطلاعات مالی یا پزشکی افراد را ثبت کند، این اطلاعات برای هر کسی در هر جای دنیا قابل مشاهده است.
- مشکلات مقیاسپذیری (Scalability): ممکن است بلاکچینهای عمومی با مشکلاتی مانند سرعت پایین تراکنشها، مسدود شدن و هزینه بالای کارمزدها مواجه شوند. در واقع بلاکها مقدار داده محدودی را نگهداری میکنند و هر کسی میتواند از یک بلاکچین عمومی برای ارسال و دریافت تراکنشها (داده) استفاده کند، بنابراین احتمال مسدود شدن شبکه وجود دارد. همچنین زمانی که حجم فعالیت در شبکه زیاد باشد، پردازش تراکنشها زمان میبرد و کارمزدهای شبکه به شدت بالا میرود.
نمونههایی از بلاکچین عمومی
- بیت کوین (Bitcoin)
- اتریوم (Ethereum)
۲. شبکه بلاکچین خصوصی (Private Blockchain)
بلاکچینهای خصوصی که با نام بلاکچینهای مدیریت شده (Managed Blockchains) نیز شناخته میشوند از نوع بلاکچینها دارای مجوز هستند که بهوسیله یک نهاد واحد مدیریت میشوند. در بلاکچینهای خصوصی این مرجع مرکزی است که تصمیم میگیرد چه کسی میتواند یک نود باشد. به علاوه، مرجع مرکزی اختیارات یکسانی به نودها برای اجرای توابع نمیدهد. به هر حال از آنجایی که دسترسی عمومی به بلاکچینهای خصوصی محدود است، این بلاکچینها نسبتا غیرمتمرکز هستند.
ریپل (XRP) که یک شبکه تبادل ارز مجازی B2B است و هایپرلجر (Hyperledger) که یک پروژه حمایتی برای برنامههای بلاکچین منبع باز است، دو نمونه از بلاکچینهای خصوصی هستند.
به خاطر داشته باشید که اشتراکگذاری شبکه در سطح شرکت به خاطر لزوم محرمانگی داده به سطح بالاتری از حریم خصوصی نیاز دارد؛ بنابراین اگر حریم خصوصی برای شما اهمیت دارد، انتخاب یک بلاکچین خصوصی بهترین گزینه است. بیشک بلاکچینهای خصوصی شبکههای بهنسبت پایدارتری هستند؛ زیرا فقط تعداد اندکی از کاربران به تراکنشهای خاص دسترسی دارند.
مولفه بلاکچین عمومی بلاکچین خصوصی حاکمیت غیرمتمرکز میتواند متمرکز باشد دسترسی همگانی نیاز به دعوت و مجوز سرعت تراکنش آهسته سریع تراکنش در ثانیه کم بیشتر از بلاکچین عمومی توکن بومی میتواند توکن داشته باشد نیازی به داشتن توکن ندارد مصرف انرژی زیاد کم ریسک و مخاطرات کلاهبرداری و تقلب وجود بازیگران بد امنیت بسیار زیاد کمتر از بلاکچین عمومی
هر دو بلاکچین عمومی و خصوصی داری معایبی هستند. به طور مثال بلاکچینهای عمومی نسبت به بلاکچینهای خصوصی اعتبارسنجی دادههای جدید را در زمان طولانیتر انجام میدهند. بلاکچینهای خصوصی نیز به علت تعداد پایین نودها بیشتر در معرض تقلب و فعالیتهای مخرب قرار میگیرند. همچنین استفاده از رویکرد متمرکز موجب اتکای بیشازحد به ابزارهای مدیریتی شخص ثالث میشود و در نهایت به نفع همان معدود شرکتکنندگان تمام میشود. به همین دلیل بلاکچینهای کنسرسیومی (Consortium Blockchains) برای رفع نواقص بلاکچینهای عمومی و خصوصی به وجود آمدند.
مزایای بلاکچین خصوصی
- حریم خصوصی: این نوع از بلاکچینها حریم خصوصی، امنیت و محرمانگی تمام اطلاعات ذخیره شده در سیستم را در اولویت قرار میدهند.
- سرعت و مقیاسپذیری: از آنجایی که در بلاکچینهای خصوصی تعداد نودها و شرکتکنندههایی که میتوانند کنترل شبکه را بر عهده داشته باشند کمتر است، سیستم میتواند در هر ثانیه از تراکنشهای بیشتری پشتیبانی کند و در نتیجه فرایند تصمیمگیری سریعتر میشود.
- امنیت: بلاکچینهای خصوصی بر خلاف بلاکچینهای عمومی به دلیل اجرای فرایند احراز هویت دقیق برای مشارکت اعضا در برابر فعالیتهای غیرقانونی ایمنتر هستند.
معایب بلاکچین خصوصی
- کاملا غیرمتمرکز نیستند: بلاکچینهای خصوصی وابسته به یک سیستم متمرکز و سیستمهای مدیریت شخص ثالث هستند.
نمونههایی از بلاکچین خصوصی
- ریپل نت (Ripple’s RippleNet)
- پروژه هایپرلجر فابریک (Hyperledger Fabric)
۳. بلاکچین کنسرسیومی (Consortium Blockchain Network)
بلاکچینهای کنسرسیومی بر خلاف بلاکچینهای خصوصی، بلاکچینهای دارای مجوزی هستند که به جای یک موسسه مستقل توسط یک سازمان کنسرسیومی اداره میشوند (منظور از کنسرسیوم، چند کمپانی یا کارتل هستند که بهصورت شراکتی بایکدیگر همکاری میکنند)؛ در نتیجه بلاکچینهای کنسرسیومی در مقایسه با بلاکچینهای خصوصی غیرمتمرکزتر هستند و امنیت بالاتری دارند. اما از طرف دیگر ایجاد کنسرسیومها کار دشواری است؛ زیرا مستلزم همکاری میان چندین کسبوکار مختلف است که به نوبه خود با مسائل لجستیک و ریسک نقض قوانین ضد انحصار مواجه میشود.
ممکن است برخی اعضای زنجیره تامین، فاقد زیرساختها یا فناوری لازم برای پذیرش تکنولوژی بلاکچین باشند. همچنین احتمال دارد برخی اعضا هزینههای اولیه دیجیتالیکردن دادهها و اتصال به سایر اعضای زنجیره تامین را گزاف و غیرقابل پرداخت بدانند.
مجموعه R3 که یک توسعهدهنده نرمافزار شرکتی است، مجموعهای از راهحلهای بلاکچین کنسرسیومی را برای حوزه خدمات مالی توسعه داده است. همچنین کارگو اسمارت (CargoSmart) یک بلاکچین کنسرسیومی غیرانتفاعی را با نام Global Shipping Business Network Collaboration و با هدف دیجیتالی کردن صنعت حملونقل دریایی ایجاد کرده است که همکاری موثرتر میان اپراتورهای صنایع دریایی را امکانپذیر میکند.
ویژگیهای بلاکچین کنسرسیومی
اگرچه بلاکچینهای کنسرسیومی تحت نظارت یک سازمان واحد (طرف) قرار دارند، اما در برابر موضوع سلطه آسیبپذیر نیستند. به عبارت دیگر طرف ناظر میتواند قوانین را اجرا کند، در موجودیها تغییراتی لحاظ کند و به محض موافقت اعضا تراکنشهای دارای خطا را باطل کند. بهعلاوه ناظر برای ایجاد همکاریهای نتیجهگرا میان کسبوکارهایی که اهداف مشترکی دارند، وظایف مختلف دیگری را نیز انجام میدهد.
از آنجایی که در بلاکچینهای کنسرسیومی اطلاعات بلاکچینهای بررسیشده از دید عموم پنهان است، این نوع از بلاکچینها حریم خصوصی بالایی دارند. هر کسی که عضو بلاکچین کنسرسیومی باشد، میتواند به این اطلاعات دسترسی پیدا کند. در بلاکچینهای کنسرسیومی بر خلاف بلاکچینهای عمومی تراکنشها شامل کارمزد نمیشوند.
یکی دیگر از مولفههایی که باعث تمایز بلاکچین کنسرسیومی از بلاکچینهای عمومی میشود، انعطافپذیری است. در بلاکچینهایی که تعداد ولیدیتورها زیاد است، ممکن است مشکلاتی در رابطه با توافق متقابل ولیدیتورها و همگامسازی ایجاد شود. در مواقعی که چنین واگراییهایی میان شرکتکنندههای شبکه اتفاق بیفتد فورک (Fork) انجام میشود. البته در بلاکچینهای کنسرسیومی این مسائل هرگز به وجود نمیآید.
یک بلاکچین کنسرسیومی علاوه بر مزایا، معایبی هم دارد. یکی از مهمترین اشکالات وارد بر این بلاکچینها متمرکز بودن آنها است که باعث آسیبپذیری در برابر شرکتکنندههای مخرب میشود. هنگامی که تعداد شرکتکنندهها محدود باشد فرض بر این است که یکی از آنها مقصر است.
راهاندازی بلاکچین کنسرسیومی یک فرایند ظریف و حساس است. همه اعضا باید پروتکل ارتباط اعضا را تایید کنند و ایجاد یک شبکه عمومی برای اتصال کسبوکارها یک پروسه زمانبر است.
مزایای بلاکچین کنسرسیومی
- امنیت: اطلاعات موجود در زنجیره در دسترس عموم قرار ندارد و فقط شرکتکنندههای شبکه میتوانند به اطلاعات دسترسی داشته باشند.
- کنترل: بلاکچین کنسرسیومی تحت کنترل یک مرجع نیست، بلکه گروه خاصی از شرکتکنندههای معتبر کنترل شبکه را بر عهده دارند.
- اعتبارسنجی: در این نوع بلاکچینها تعداد شرکتکنندهها مشخص و تایید شده است. ضمنا برای کاهش ریسکهای مرتبط با داده و تهدید امنیت و حریم خصوصی احراز هویت انجام میشود.
- کارمزد تراکنش: بر خلاف سایر بلاکچینها، بلاکچینهای کنسرسیومی در ازای ارائه خدمات یا انجام تراکنشها هیچ کارمزدی را از شرکتکنندههای شبکه دریافت نمیکنند.
معایب بلاکچین کنسرسیومی
- فریمورک: این بلاکچینها فاقد ویژگیهای یک فریمورک (چارچوب) یکپارچه هستند و به خاطر ساختار متمرکز در برابر شرکتکنندههایی که به صورت مخفیانه عملیات مخرب انجام میدهند، آسیبپذیر هستند.
- سرعت پایین ارتقا: زمانی که تعداد شرکتکنندههای شبکه افزایش پیدا کند، ارتقا پروتکل شبکه با مشکل مواجه میشود.
- عدم همکاری: سرعت توسعه این بلاکچینها وابسته به همکاری شرکتکنندههای شبکه است و اگر آنها به توافق نرسند، پیشرفت شبکه متوقف میشود.
نمونههایی از شبکه بلاکچین کنسرسیومی
- توسعهدهنده نرمافزار R3
- زنجیره کنسرسیومی انرژی وب (Energy Web’s Consortia Chain)
۴. بلاکچین هیبریدی (Hybrid Blockchain)
بلاکچین هیبریدی (ترکیبی) نوعی از شبکه بلاکچین است که ویژگیهای بلاکچینهای عمومی و خصوصی را با هم ترکیب میکند. این شبکه بلاکچین تحت نظارت یک نهاد کنترل میشود و همین نهاد مشخص میکند که چه کسانی میتوانند به دادههای ذخیره شده در بلاکچین دسترسی داشته باشند و دسترسی به کدام دادهها برای عموم آزاد است.
به طور مثال بلاکچین هیبریدی XinFin یک بلاکچین همهکاره در حل چالشهای اساسی در حوزه مالی و تجارت جهانی است. زیرساخت فعلی بلاکچین XinFin دارای دو وضعیت عمومی و خصوصی است. وضعیت خصوصی مسئول تضمین امنیت دادههای مالی حساس است و وضعیت عمومی دادهها را شفاف و قابل تایید میکند.
از سیستم XinFin برای ارسال وجه، پلتفرمهای مبادلات همتا به همتا (P2P)، بیمههای مبتنی بر بلاکچین و داراییهای دیجیتال آنلاین مرتبط با هویت استفاده میشود. این کاربردهای مختلف نشاندهنده تطبیقپذیری و همهکاره بودن یک بلاکچین هیبریدی است. بهعلاوه اعضای یک بلاکچین هیبریدی میتوانند تصمیم بگیرند که چه کسی در بلاکچین مشارکت داشته باشد و کدام تراکنشها در معرض دید عموم قرار بگیرند.
مزایای بلاکچین هیبریدی
- اکوسیستم بسته: بلاکچینهای هیبریدی در یک اکوسیستم بسته کار میکنند. به عبارت دیگر اطلاعات خصوصی درون شبکه حفظ و تایید میشوند، اما خارج از شبکه قابل دسترس نیستند.
- انعطافپذیری: بلاکچینهای ترکیبی میتوانند از طریق یک فرایند انعطافپذیر دفتر کل را بر اساس نیاز کاربر و نیازهای شبکه سفارشیسازی کنند.
- رعایت حریم خصوصی در کنار ایجاد ارتباطات: این نوع از بلاکچینها علاوه بر تامین حریم خصوصی کاربر، برقراری ارتباط با اشخاص ثالث بهویژه با سهامداران شبکه و کاربران عمومی را امکانپذیر میکنند.
- ارتقای مقیاسپذیری: مقیاسپذیری بلاکچینهای هیبریدی نسبت به بلاکچینهای عمومی در سطح مطلوبتری قرار دارد. همچنین از آنجایی که نودهای کمتری در تایید تراکنشها مشارکت دارند، کارمزد تراکنشها کمتر است.
معایب بلاکچین هیبریدی
- عدم شفافیت: بلاکچینهای هیبریدی فاقد شفافیت هستند؛ زیرا گاهی نمیتوان به اطلاعات ذخیرهشده دسترسی داشت.
- عدم ارائه مشوق: برخلاف بلاکچینهای عمومی که به ماینرها در ازای مشارکت در شبکه پاداش داده میشود، در بلاکچینهای هیبریدی به شرکتکنندگان بابت مشارکت در بلاکچین پاداشی تعلق نمیگیرد.
- سرعت پایین ارتقا: موضوع ارتقا و توسعه برای این گروه از بلاکچینها یک مسئله چالشبرانگیز است.
نمونههایی از بلاکچین هیبریدی
- آی بی ام فود تراست (IBM Food Trust)
- ژین فین (XinFin)
پرسش و پاسخ (FAQ)
- چند نوع بلاکچین وجود دارد؟
بهطور کلی بلاکچینها به دو دسته بلاکچینهای با مجوز و بیمجوز تقسیم میشوند. در شکل دیگر تقسیمبندی، چهار بلاکچین داریم؛ بلاکچین عمومی، بلاکچین خصوصی، بلاکچین کنسرسیومی و بلاکچین هیبریدی.
- بلاکچینهای مختلف چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟
بلاکچینها در میزان دسترسی نودها، متمرکز و غیرمتمرکز بودن با یکدیگر متفاوت هستند.
سخن پایانی
با راهاندازی بلاکچین بیت کوین توسط ساتوشی ناکاموتو (Satoshi Nakamoto) در سال ۲۰۰۹ (۱۳۸۷) محبوبیت تکنولوژی بلاکچین روزبهروز بیشتر شد. بعد از بیت کوین که یک بلاکچین عمومی است، انواع دیگری از بلاکچین مانند بلاکچین خصوصی، کنسرسیومی و هیبریدی ایجاد شدند که هر کدام از آنها با توجه به مزایا و معایب خود کاربردهای مختلفی دارند. به هر حال فناوری بلاکچین در حال توسعه است و احتمالا در آیندهای نه چندان دور شاهد الگوریتمهای اجماع جدیدی خواهیم بود. با توجه به اینکه هر یک از بلاکچینها کاربردهای متفاوتی دارند، شما ترجیح میدهید برای کسبوکار خود از کدام نوع بلاکچین استفاده کنید؟ به نظر شما آیا بلاکچینها سرانجام بر سیستمهای سنتی غلبه میکنند؟