ما الذي يجعل blockchain آمناً؟

يتم تأمين البلوكتشين من خلال مجموعة متنوعة من الآليات التي تشمل تقنيات التشفير المتقدمة والنماذج الرياضية للسلوك واتخاذ القرار. تقنية بلوكتشين هي الهيكل الأساسي لمعظم أنظمة العملات المشفرة وهي ما يمنع تكرار هذا النوع من العملات الرقمية أو إتلافها. كما يتم استكشاف استخدام تقنية البلوكتشين في سياقات أخرى حيث تكون ثبات البيانات وأمنها ذات قيمة عالية. تتضمن بعض الأمثلة عملية تسجيل وتتبع التبرعات الخيرية وقواعد البيانات الطبية وإدارة سلسلة التوريد.

ومع ذلك، فإن أمان البلوكتشين بعيد كل البعد عن كونه موضوعا بسيطا. لذلك، من المهم فهم المفاهيم والآليات الأساسية التي تمنح حماية قوية لهذه الأنظمة المبتكرة.

اقرأ أيضاً: ما هي أكثر خمس أسئلة حول العملات المشفرة بحثا على غوغل؟

مفاهيم الثبات والإجماع

على الرغم من أن العديد من الميزات تلعب دورا في الأمان المرتبط بالبلوكتشين، إلا أن اثنين من أهمها هما مفاهيم الإجماع والثبات. يشير الإجماع إلى قدرة العقد داخل شبكة البلوكتشين الموزعة على الاتفاق على الحالة الحقيقية للشبكة وعلى صحة المعاملات. عادة، تعتمد عملية تحقيق الإجماع على ما يسمى خوارزميات الإجماع.

من ناحية أخرى، تشير الثبات إلى قدرة سلاسل الكتل على منع تغيير المعاملات التي تم تأكيدها بالفعل. على الرغم من أن هذه المعاملات غالبا ما تتعلق بنقل العملات المشفرة، إلا أنها قد تشير أيضا إلى سجل الأشكال غير النقدية الأخرى للبيانات الرقمية. يوفر الإجماع والثبات معا إطاراً لأمن البيانات في شبكات البلوكتشين. بينما تضمن خوارزميات الإجماع اتباع قواعد النظام وأن جميع الأطراف المعنية تتفق على الحالة الحالية للشبكة بينما تضمن الثبات سلامة البيانات وسجلات المعاملات بعد التأكد من صحة كل كتلة جديدة من البيانات.

دور التشفير في أمن البلوكتشين

تعتمد البلوكتشين بشكل كبير على التشفير لتحقيق أمان بياناتها. في هذا السياق، فإن ما يسمى وظائف تجزئة التشفير لها أهمية أساسية. و التجزئة هي عملية تتلقى بموجبها خوارزمية (دالة التجزئة) مدخلا للبيانات من أي حجم وترجع مخرجات (تجزئة) تحتوي على حجم (أو طول) يمكن التنبؤ به وثابت.

بغض النظر عن حجم الإدخال، سيقدم الإخراج دائما نفس الطول. ولكن إذا تغير الإدخال، فسيكون الإخراج مختلفا تماما. ومع ذلك، إذا لم يتغير الإدخال فستكون التجزئة الناتجة هي نفسها دائما بغض النظر عن عدد المرات التي تقوم فيها بتشغيل وظيفة التجزئة. داخل سلاسل الكتل، يتم استخدام قيم الإخراج هذه والمعروفة باسم التجزئة كمعرفات فريدة لكتل البيانات. يتم إنشاء تجزئة كل كتلة فيما يتعلق بتجزئة الكتلة السابقة وهذا ما ينشئ سلسلة من الكتل المرتبطة. تعتمد تجزئة الكتلة على البيانات الموجودة داخل تلك الكتلة مما يعني أن أي تغيير يتم إجراؤه على البيانات سيتطلب تغييرا في تجزئة الكتلة. لذلك، يتم إنشاء تجزئة كل كتلة بناء على كل من البيانات الموجودة داخل تلك الكتلة وتجزئة الكتلة السابقة. تلعب معرفات التجزئة هذه دورا رئيسيا في ضمان أمان البلوكتشين وثباته.

يتم الاستفادة من التجزئة أيضا في خوارزميات الإجماع المستخدمة للتحقق من صحة المعاملات. على بلوكتشين بيتكوين، على سبيل المثال، تستخدم خوارزمية إثبات العمل (PoW) دالة تجزئة تسمى SHA-256. كما يوحي الاسم، يأخذ SHA-256 إدخال البيانات ويعيد تجزئة يبلغ طولها 256 بت أو 64 حرفا. بالإضافة إلى توفير الحماية لسجلات المعاملات في دفاتر الأستاذ، يلعب التشفير أيضاً دوراً في ضمان أمان المحافظ المستخدمة لتخزين وحدات العملة المشفرة. يتم إنشاء المفاتيح العامة والخاصة المقترنة التي تسمح للمستخدمين على التوالي بتلقي المدفوعات وإرسالها من خلال استخدام التشفير غير المتماثل أو المفتاح العام. تستخدم المفاتيح الخاصة لإنشاء توقيعات رقمية للمعاملات، مما يجعل من الممكن مصادقة ملكية العملات المعدنية التي يتم إرسالها.

على الرغم من أن التفاصيل خارج نطاق هذه المقالة، إلا أن طبيعة التشفير غير المتماثل تمنع أي شخص باستثناء حامل المفتاح الخاص من الوصول إلى الأموال المخزنة في محفظة العملات المشفرة، وبالتالي الحفاظ على هذه الأموال آمنة حتى يقرر المالك إنفاقها (طالما لم يتم مشاركة المفتاح الخاص أو اختراقه).

الاقتصاد المشفر

بالإضافة إلى التشفير، يلعب مفهوم جديد نسبيا يعرف باسم cryptoeconomics أيضا دورا في الحفاظ على أمان شبكات البلوكتشين. إنه مرتبط بمجال دراسي يعرف باسم نظرية الألعاب، والذي يقوم رياضيا بنمذجة صنع القرار من قبل الجهات الفاعلة العقلانية في المواقف ذات القواعد والمكافآت المحددة مسبقا. في حين يمكن تطبيق نظرية الألعاب التقليدية على نطاق واسع على مجموعة من الحالات، فإن الاقتصاد المشفر على وجه التحديد نماذج ويصف سلوك العقد على أنظمة البلوكتشين الموزعة. باختصار، الاقتصاد المشفر هو دراسة الاقتصاد داخل بروتوكولات البلوكتشين والنتائج المحتملة التي قد يقدمها تصميمها بناء على سلوك المشاركين فيها. يعتمد الأمان من خلال الاقتصاد المشفر على فكرة أن أنظمة البلوكتشين توفر حوافز أكبر للعقد للتصرف بأمانة بدلاً من تبني سلوكيات ضارة أو خاطئة. مرة أخرى، تقدم خوارزمية إجماع إثبات العمل المستخدمة في تعدين البيتكوين مثالا جيدا على هيكل الحوافز هذا. عندما أنشأ ساتوشي ناكاموتو إطار عمل لتعدين البيتكوين، تم تصميمه عن قصد ليكون عملية مكلفة وكثيفة الاستخدام للموارد. نظرا لتعقيدها ومتطلباتها الحسابية، ينطوي تعدين إثبات العمل على استثمار كبير للمال والوقت بغض النظر عن مكان ومن هي عقدة التعدين. لذلك، يوفر هذا الهيكل مثبطا قويا للنشاط الضار وحوافز كبيرة لنشاط التعدين الصادق. سيتم طرد العقد غير المفيدة أو غير الفعالة بسرعة من شبكة البلوكتشين، في حين أن عمال المناجم الصادقين والفعالين لديهم القدرة على الحصول على مكافآت كتلة كبيرة. وبالمثل، فإن هذا التوازن بين المخاطر والمكافآت يمنح أيضا الحماية ضد الهجمات المحتملة التي يمكن أن تقوض الإجماع من خلال وضع معدل تجزئة الأغلبية لشبكة البلوكتشين في أيدي مجموعة أو كيان واحد. مثل هذه الهجمات، المعروفة باسم هجمات 51 في المائة، يمكن أن تكون ضارة للغاية إذا تم تنفيذها بنجاح. نظرا للقدرة التنافسية لتعدين إثبات العمل وحجم شبكة البيتكوين، فإن احتمال سيطرة ممثل ضار على غالبية العقد ضئيل للغاية. علاوة على ذلك، فإن التكلفة في قوة الحوسبة اللازمة لتحقيق سيطرة بنسبة 51 في المائة على شبكة البلوكتشين ضخمة ستكون فلكية، مما يوفر مثبطاً فورياً للقيام بمثل هذا الاستثمار الكبير مقابل مكافأة محتملة صغيرة نسبيا. تساهم هذه الحقيقة في خاصية البلوكتشين المعروفة باسم التسامح مع الخطأ البيزنطي (BFT)، وهو في الأساس قدرة النظام الموزع على الاستمرار في العمل بشكل طبيعي حتى لو تعرضت بعض العقد للخطر أو تصرفت بشكل ضار.

طالما ظلت تكلفة إنشاء غالبية العقد الخبيثة باهظة وتوجد حوافز أفضل للنشاط الصادق، فسيكون النظام قادرا على الازدهار دون انقطاع كبير. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن شبكات البلوكتشين الصغيرة هي بالتأكيد عرضة لهجوم الأغلبية لأن إجمالي معدل التجزئة المخصص لتلك الأنظمة أقل بكثير من معدل البيتكوين.

مع استمرار تطور استخدامات البلوكتشين، ستتغير أنظمة الأمان الخاصة بها أيضا من أجل تلبية احتياجات التطبيقات المختلفة. على سبيل المثال، تعتمد سلاسل الكتل الخاصة التي يتم تطويرها الآن لمؤسسات الأعمال على الأمان من خلال التحكم في الوصول أكثر من اعتمادها على آليات نظرية اللعبة (أو الاقتصاد المشفر) التي لا غنى عنها لسلامة معظم سلاسل الكتل العامة.

اقرأ أيضاً: الإستثمار في البيتكوين وآلية القيام بذلك والخطوات المتبعة