ما هي تقنية البلوكشين وكيف تعمل؟

ما هي تقنية البلوكشين؟

البلوكشين هو سجل رقمي لامركزي، عبارة عن قاعدة بيانات متخصصة تُدار عبر شبكة موزعة من الحواسيب. بخلاف قواعد البيانات التقليدية التي تُخزن في خوادم مركزية، ينظم البلوكشين البيانات في كتل مرتبة زمنيًا ومحمية باستخدام تقنيات التشفير.

توفر هذه البنية شفافية وأمانًا وعدم قابلية للتغيير. بعد تأكيد الكتلة وإضافتها للسلسلة، يصبح تعديل بياناتها شبه مستحيل. وتلغي الطبيعة اللامركزية للبلوكشين الحاجة لسلطة مركزية، مما يتيح معاملات مباشرة بين المستخدمين دون وسطاء.

هناك أنواع متعددة للبلوكشين، وتقدم كل منها مستويات مختلفة من اللامركزية والتحكم. غالبًا ما يُشير مصطلح "البلوكشين" إلى سجل رقمي لامركزي يُستخدم لتوثيق معاملات العملات الرقمية وغيرها من البيانات الهامة.

ظهر مفهوم البلوكشين لأول مرة في أوائل التسعينيات عندما استخدم ستيوارت هابر ودبليو سكوت ستورنيتا تقنيات التشفير لربط الكتل وحماية الوثائق الرقمية من التلاعب، وقد ألهم عملهما تطوير أول عملة رقمية مبنية على تقنية البلوكشين.

تشمل مزايا البلوكشين الأساسية اللامركزية، الشفافية، عدم القابلية للتغيير، أمان البيانات، والكفاءة. فاللامركزية تعزز مقاومة الهجمات بتوزيع البيانات عبر الشبكة، وتتيح الشفافية لجميع المشاركين الوصول إلى قاعدة بيانات موحدة تظهر فيها جميع المعاملات، بينما تضمن عدم القابلية للتغيير أن البيانات لا يمكن تعديلها إلا بتوافق الشبكة. وتمنع تقنيات التشفير وآليات الإجماع تزوير البيانات، وتسمح الكفاءة بإجراء معاملات أسرع وأقل تكلفة دون وسيط.

ما هي اللامركزية في البلوكشين؟

تعني اللامركزية في البلوكشين توزيع التحكم وصنع القرار عبر الشبكة، بدلًا من حصر السلطة لدى جهة أو مؤسسة أو حكومة، مثل بنك أو شركة.

في شبكة البلوكشين اللامركزية، لا يوجد مسؤول أو وسيط يدير تدفق البيانات أو المعاملات، بل تتولى شبكة موزعة من الحواسيب (العُقد) التحقق من المعاملات وتسجيلها، وتحافظ جماعيًا على أمان الشبكة وسلامتها. ولا يمكن لأي طرف تعديل البيانات أو التحكم في الشبكة لتحقيق مصلحته الخاصة.

تلغي اللامركزية الوسطاء، وتقلل تكاليف المعاملات، وتعزز الشفافية، وهي مزايا رئيسية للبلوكشين. كما تزيد من قدرة الشبكة على مقاومة الهجمات والانقطاعات، إذ لا توجد نقطة فشل واحدة. وإذا تعطلت إحدى العُقد، تستمر الشبكة في العمل دون تأثر.

كيف تعمل تقنية البلوكشين؟

يعمل البلوكشين كسجل رقمي يوثق المعاملات بين الأطراف بشكل آمن ويمنع الوصول غير المصرح به. يتم تسجيل بيانات المعاملات عبر شبكة عالمية موزعة من الحواسيب المتخصصة تسمى العُقد.

تمر العملية بعدة مراحل رئيسية. عند قيام مستخدم بإجراء معاملة مثل تحويل أصول رقمية، تُرسل المعاملة إلى الشبكة. تتحقق كل عقدة من صحتها عبر التحقق من التوقيعات الرقمية والبيانات ذات الصلة لضمان شرعيتها.

بعد التأكيد، تُضاف المعاملة إلى كتلة مع معاملات أخرى مؤكدة. تمثل كل كتلة صفحة في السجل الرقمي، وتحتوي على بيانات المعاملات، وختم زمني، وتجزئة تشفيرية (معرف فريد يستخرج من بيانات الكتلة)، وتجزئة الكتلة السابقة التي تربط الكتل معًا.

ترتبط الكتل باستخدام تقنيات التشفير، مُشكّلة سلسلة البلوكشين، حيث تشير كل كتلة جديدة إلى السابقة، مما يخلق بنية مقاومة للتلاعب. وتتم عملية التحقق من المعاملات وإضافة الكتل عبر آليات الإجماع، وهي بروتوكولات تحدد كيفية اتفاق عُقد الشبكة على حالة البلوكشين وصحة المعاملات.

تُعد الشفافية من أبرز خصائص البلوكشين، إذ يستطيع أي شخص غالبًا مراجعة بيانات البلوكشين، بما في ذلك جميع المعاملات والكتل، عبر مستكشفات البلوكشين العامة، ويمكن تتبع السلسلة من أحدث كتلة حتى الكتلة الأولى.

تشفير البلوكشين

يمثل علم التشفير أساس البلوكشين، حيث يتيح تسجيل المعاملات بشكل آمن وشفاف وغير قابل للتلاعب. وتُعد عملية التجزئة من العمليات التشفيرية الأساسية التي تحول البيانات من أي حجم إلى سلسلة ثابتة الطول.

تُصمم دوال التجزئة في البلوكشين لتكون مقاومة للتصادم، بحيث يصعب جدًا أن تنتج مجموعتان مختلفتان من البيانات نفس التجزئة. ويعني تأثير الانهيار أن أي تغيير بسيط في المُدخل يؤدي إلى نتيجة مختلفة تمامًا. فعلى سبيل المثال، في SHA256—المعيار في شبكات العملات الرقمية الكبرى—يؤدي تغيير حالة حرف واحد إلى تغير كامل في التجزئة.

كما أن دوال التجزئة باتجاه واحد: فمن غير الممكن حسابيًا إعادة بناء البيانات الأصلية من التجزئة. وتحتوي كل كتلة بلوكشين على تجزئة الكتلة السابقة، مما يشكل سلسلة آمنة. وتغيير كتلة واحدة يتطلب تعديل جميع الكتل اللاحقة، وهو أمر بالغ الصعوبة والتكلفة.

التشفير بالمفتاح العام (التشفير غير المتماثل) يُعد تقنية أساسية أخرى في البلوكشين، إذ يضمن ويوثق المعاملات بين المستخدمين. يحتفظ كل مستخدم بزوج مفاتيح فريد: مفتاح خاص يبقى سريًا ومفتاح عام يُشارك مع الآخرين. عند إرسال معاملة، يوقع عليها المستخدم بمفتاحه الخاص، ليُنشئ توقيعًا رقميًا.

يتحقق المستخدمون الآخرون من صحة التوقيع الرقمي عبر تطبيق المفتاح العام للمرسل، ولا يمكن إلا لصاحب المفتاح الخاص الأصلي التصريح بالمعاملات، بينما يستطيع الجميع التحقق من التوقيعات باستخدام المفتاح العام، مما يضمن أمان الشبكة بالكامل.

ما هي آلية الإجماع؟

تتيح خوارزمية الإجماع للمستخدمين أو للأنظمة تنسيق الأعمال في بيئة موزعة دون سلطة مركزية. وتضمن للجميع القدرة على الاتفاق على مصدر موثوق واحد والحفاظ على رؤية موحدة لحالة البلوكشين، حتى لو فشلت بعض العُقد أو تصرفت بشكل ضار.

تحافظ آليات الإجماع على تزامن جميع عُقد الشبكة مع نفس نسخة السجل التي تحتوي على سجلات معاملات موثوقة. ونظرًا لأن آلاف العُقد تخزن بيانات البلوكشين، تظهر تحديات مثل اتساق البيانات، إزالة العُقد الضارة، والمزامنة. وتحدد بروتوكولات الإجماع كيفية توصل العُقد إلى توافق حول صحة الكتل الجديدة، مما يعزز من سلامة وأمان البلوكشين.

أنواع آليات الإجماع

ما هو إثبات العمل؟

إثبات العمل (PoW) هو بروتوكول إجماع يُستخدم على نطاق واسع للتحقق من المعاملات وحماية البلوكشين، وقد كان أول آلية من نوعها طُورت للعملة الرقمية الأولى.

في PoW، يتنافس المعدنون لحل ألغاز رياضية معقدة لإضافة الكتلة التالية. ويكافأ أول من يحل اللغز بأصول رقمية ورسوم معاملات. يستخدم المعدنون حواسيب قوية لتعدين رموز جديدة وحماية الشبكة، مما يجعل التعدين عملية تتطلب موارد كبيرة وطاقة كهربائية عالية.

ما هو إثبات الحصة؟

إثبات الحصة (PoS) هو بروتوكول إجماع أُنشئ لمعالجة عيوب PoW، لا سيما الاستهلاك العالي للطاقة. وبدلًا من حل المعدنين للألغاز، يختار PoS المدققين بناءً على كمية الأصول الرقمية التي يحتجزونها كحصة.

تعني عملية التخزين أن المدققين يحتجزون رموزهم كضمان للسلوك النزيه. ويُختار المدققون عادةً بشكل عشوائي لإنشاء كتل جديدة والتحقق من المعاملات، ويتأثر ذلك بحصتهم المخزنة وسمعتهم في الشبكة. ويكسب المدققون رسوم معاملات مقابل إنشاء كتل جديدة، مما يحفز السلوك السليم، ويُعرض السلوك الضار الرموز المخزنة لخطر المصادرة، ما يجعل الهجمات غير مجدية اقتصاديًا.

آليات إجماع شائعة أخرى

يُعد PoW وPoS أكثر خوارزميات الإجماع استخدامًا، ولكن هناك العديد من البدائل. فبعضها هجين يجمع بين النهجين، والبعض الآخر يعتمد على طرق مختلفة تمامًا.

على سبيل المثال، يشبه إثبات الحصة المفوضة (DPoS) نظام PoS، لكن بدلًا من كل المدققين، ينتخب حاملو الرموز مجموعة صغيرة من المفوضين لإنتاج الكتل نيابة عنهم، مما يزيد من قابلية التوسع والديمقراطية.

ويختار إثبات السلطة (PoA) المدققين بناءً على السمعة أو الهوية الرسمية، وليس على أساس ملكية الرموز. ويتم اختيار مدققين موثوقين ويمكن استبعادهم في حالة سوء السلوك أو خرق القواعد.

أنواع شبكات البلوكشين

بلوكشين عام

البلوكشين العام هو شبكة لامركزية متاحة للجميع دون قيود. غالبًا ما تكون هذه الشبكات مفتوحة المصدر وشفافة تمامًا وشاملة، حيث يمكن لأي شخص المشاركة وتشغيل عقدة واستخدام خدماتها. وتُعد منصات العملات الرقمية الرائدة مثالًا على البلوكشين العام الذي يُغير الأصول الرقمية والتطبيقات اللامركزية.

بلوكشين خاص

البلوكشين الخاص هو شبكة غير متاحة للعامة، وغالبًا ما تُدار من قبل مؤسسة محددة مثل شركة، وتُستخدم لحالات استخدام داخلية ومتخصصة.

تتشكل البلوكشينات الخاصة بوجود قواعد صارمة لمن يمكنه رؤية البيانات أو تسجيلها، وتكون أقل لامركزية بسبب وجود هياكل إدارة واضحة، رغم إمكانية توزيعها إذا احتفظت عدة عُقد تابعة للمؤسسة بنسخ من البلوكشين.

بلوكشين اتحاد

يجمع بلوكشين الاتحاد بين النموذجين العام والخاص، حيث تتعاون عدة مؤسسات لإنشاء وإدارة شبكة بلوكشين مشتركة وفق قواعد ومبادئ متفق عليها.

وقد تكون هذه الشبكات مفتوحة جزئيًا أو مغلقة حسب احتياجات الاتحاد، حيث تعمل عدة جهات متساوية السلطة كمدققين بدلًا من الوصول الكامل للعامة أو سيطرة جهة واحدة.

وتتسم قواعد النظام بالمرونة وقابلية التعديل حسب متطلبات الاتحاد: يمكن تقييد رؤية البلوكشين للمدققين والأفراد المخولين أو توسيعها لجميع المشاركين. وإذا توصل المدققون إلى توافق، يمكن تنفيذ التغييرات والتحديثات بسرعة. وإذا تصرف عدد كاف من الأطراف بصدق، يحافظ النظام على موثوقيته.

ما هي استخدامات تقنية البلوكشين؟

تتطور تقنية البلوكشين بسرعة وتُستخدم بالفعل في العديد من القطاعات الكبرى وحالات الاستخدام المتنوعة. من أبرز التطبيقات:

الأصول الرقمية والعملات المشفرة

أُنشئت تقنية البلوكشين في الأساس لدعم الأصول الرقمية والعملات المشفرة، عبر سجل آمن ولامركزي لتوثيق المعاملات. وبخلاف المدفوعات التقليدية العابرة للحدود التي تتطلب وسطاء ورسومًا مرتفعة، يتيح البلوكشين تحويلات دولية أسرع، وأكثر شفافية، وبتكلفة أقل. ويعتمد كثيرون على الأصول الرقمية للمدفوعات العالمية دون الحاجة للنظام المصرفي التقليدي.

العقود الذكية

العقود الذكية هي اتفاقيات ذاتية التنفيذ تُبرمج لتتحقق تلقائيًا عند استيفاء شروط محددة. وتتيح تقنية البلوكشين إنشاء وتنفيذ العقود الذكية بشكل آمن ولامركزي دون الحاجة لوسيط.

وتشغل العقود الذكية التطبيقات اللامركزية والمنظمات المستقلة اللامركزية، وهي مكونات رئيسية لمنصات التمويل اللامركزي (DeFi)، حيث يستخدم التمويل اللامركزي البلوكشين لتقديم خدمات الإقراض، والاقتراض، والتداول، وإدارة الأصول بعيدًا عن المؤسسات المالية التقليدية، مما يمنح ملايين الأشخاص وصولًا ديمقراطيًا للخدمات المالية عالمياً.

الترميز

يمكن تحويل الأصول المادية مثل العقارات والأسهم والسندات والفن إلى رموز رقمية عبر البلوكشين، مما يعزز السيولة ويوسع نطاق الاستثمار ويجعل الأصول المعقدة قابلة للتجزئة ومتاحة لمزيد من المستثمرين.

الهوية الرقمية

يدعم البلوكشين هويات رقمية آمنة ومقاومة للتلاعب للتحقق الموثوق من البيانات الشخصية والسرية. ومع انتقال مزيد من المعلومات والأصول إلى الإنترنت، تلعب تقنية البلوكشين دورًا متناميًا في إدارة الهوية الرقمية.

التصويت

يتيح سجل البلوكشين اللامركزي وغير القابل للتلاعب أنظمة تصويت آمنة وشفافة، بحيث يقضي على التزوير والأخطاء والتلاعب، ويضمن النزاهة والعدالة لجميع المشاركين.

إدارة سلاسل الإمداد

ينشئ البلوكشين سجلًا غير قابل للتغيير لكل معاملة ومرحلة في سلاسل الإمداد المعقدة، إذ تشكل كل معاملة أو دفعة كتلة فريدة، وتُنشئ مسار تدقيق شفاف ومقاوم للتلاعب من الإنتاج حتى التسليم.

الخلاصة

يوفر البلوكشين طريقة ثورية وآمنة لتوثيق المعاملات وحماية البيانات في العالم الرقمي، حيث تُغير التقنية العديد من القطاعات وتعزز الثقة والشفافية والأمان في النظام الرقمي العالمي.

تفتح تقنية البلوكشين الباب أمام حلول مبتكرة، سواء لتمكين المعاملات الآمنة مباشرة بين الأفراد، أو لإنشاء أصول رقمية جديدة، أو لتشغيل التطبيقات والخدمات اللامركزية. ومع توسع استخدامها في الاقتصاد والمجتمع، من المتوقع ظهور المزيد من حالات الاستخدام التحويلية والعملية والرائدة في السنوات المقبلة.

الأسئلة الشائعة

أين تُستخدم تقنية البلوكشين؟

تُستخدم تقنية البلوكشين في مجالات المالية، والخدمات اللوجستية، والرعاية الصحية، والقانون، حيث تضمن شفافية المعاملات، وأصالة المنتجات والعقود، وتعزز أمن البيانات. وتُجري شركات كبرى مثل Goldman Sachs تجارب على البلوكشين لتسريع العمليات المالية وتعزيز الثقة بين المشاركين.

ما هي العملات المشفرة ببساطة؟

العملات المشفرة هي عملة رقمية تعمل على البلوكشين، وتُؤمن عبر التشفير وتعمل بشكل مستقل عن البنوك. يمكنك إرسالها واستقبالها وتخزينها في محافظ إلكترونية.

أين توجد تقنية البلوكشين؟

توجد تقنية البلوكشين على آلاف الحواسيب حول العالم ضمن شبكة لامركزية، وتُخزن البيانات في العُقد بدلًا من خادم مركزي، مما يضمن الأمان والشفافية عبر توزيع المعلومات.

كم عدد شبكات البلوكشين الموجودة؟

بحلول عام 2025، يوجد أكثر من 1,000 بلوكشين نشط—مثل Bitcoin وEthereum وغيرها، وتستمر الأعداد بالنمو مع إطلاق مشاريع جديدة في النظام البيئي.