ماهي تقنية البلوكتشين (سلسة الكتل) والبيتكوين؟

الكثير من المتحمسين لعملة البيتكوين بصفة خاصة والعملات الرقمية بصفة عامة يتوقعون أن تغير عالم الاقتصاد والمالية. والكثير من الجهة المعارضة توقع انهيار العملة وأن زوالها مسألة وقت فقط. بين وجهات النظر هذه أردنا توضيح ماهي البيتكوين والعملات الرقمية وماهي التقنية خلفها ولماذا يراها الكثير بأنها فريدة من نوعها؟

المقال سوف يكون بداية سلسلة من المقالات التي سوف تتحدث عن العملات المشفرة والبيتكوين والتقنية خلفها ولكي نتعرف على العملات المشفرة بشكل مفصل ونستطيع من خلاله ان نتخذ قرار استثماري يجب أولاً التعرف على التقنية.

انطلقت شرارة تقنية السجلات الموزعة حينما قرر ساتوشي ناكاموتو (مؤسس العملة) بنشر أول ورقة بيضاء عام ٢٠٠٨ وإطلاق أول عملة رقمية أو مشفرة على وجه الأرض باستخدام تقنية السجلات الموزعة وهي العملة الأقدم والأكثر شهرة البيتكوين.

صورة من ورقة ساتوشي ناكاموتو (مؤسس البيتكوين)

يوجد ٣ أنواع من تقنية السجلات أو البيانات الموزعة وهي كالتالي من الأقدم: 

تقنية البلوكتشين Blockchain Technology

تقنية تانجل Tangle Technology 

تقنية هاش جراف Hashgraph Technology

على الرغم من وجود تقنيات أخرى إلا أن التصنيف جاء بناء على أكبر اختلاف بين التقنية وظهورها والأنواع بالأعلى تمثل أول ظهور لهذا الأختلاف.

وأعتمد ساتوشي ناكاموتو في بناء عملة البيتكوين على تقنية سلسلة الكتل (البلوكتشين) عام ٢٠٠٩ وأظهرت العملة كفاءة عملية غير معهودة. 

أكثر الأسئلة شيوعاً في عالمنا العربي مؤخراً هو ماهي تقنية سلسلة الكتل (البلوكتشين)؟

هي ببساطة عبارة عن قاعدة بيانات، البيانات فيها تكون على شكل كتل، كل كتلة بيانات مرتبطة بالكتلة السابقة ويكون التواصل فيها لا مركزي من كيان لكيان بدون أي وسيط.

التقنية لها خصائص عدة:

 أولاً: اللامركزية وهي التواصل المباشر بين المستخدمين بدون وسيط مركزي للتحقق من العملية. ثانياً: الثبات وعدم القدرة على التغيير وهي عدم القدرة على تغيير ما تم نشره أو التراجع عن نشره. ثالثاً: الشفافية وهي أن كل المشاركين بالشبكة لهم القدرة على الاطلاع على البيانات المتداولة. رابعاً: الأمان وهي توظيف التشفير لحماية البيانات المتبادلة وبيانات المشاركين. وأخيراً قدرة المستخدمين على إخفاء الهوية بدون التأثير على صدق العملية.

صورة توضيحية لترابط كتل البيانات حتى تشكيل سلسلة كتل (البلوكتشين)

لها أنواع منها "العامة" وهي المستخدمة بالعملة المشفرة البيتكوين ويستطيع أي شخص أن يكون جزء من الشبكة ويقوم بدور المعدن او مستخدم أو كلاهما، و"المشتركة" وهي أيضا عامة يستطيع اي شخص ان يكون جزء منها كمستخدم ويكون المعدنين مُعرفين مسبقا للشبكة. اما النوع الاخير هو "الخاصة" اي ان المستخدمين والمعدنيين مُعرفين مسبقاً للشبكة.

تقنية سلسلة الكتل تحتوي على أجزاء عدة منها التشفير، آليات الإجماع، المُستخدمين، سلسلة كتل البيانات وكيفية إرتباطها، ومحتوى كل كتلة بيانات.

أي فرد, كيان, أو مؤسسة يستطيع أن يكون جزء من سلسلة الكتل العامة بالتقنية. المستخدم هو اي كيان يقوم بعمليات التحويل. أما المعدن هو الكيان الذي يقوم بالحفاظ على نزاهة العمليات بمجهود إضافي يقوم به ويحصل من خلاله على مكافأة من الشبكة. 

أحد أهم أجزاء التقنية وهو التشفير:

كما هو معلوم أن جميع العملات الورقية تحتاج أن تتحكم بحجم إنتاجها وأيضاً تطبيق معايير أمنية للحماية من الغش والتزوير، وكذلك هو الحال بالعملات الرقمية لديها معايير امان تستخدمها لحماية نظام الشبكة من أي عمليات غير صحيحة. 

ولكن الاختلاف هنا تطبيق معايير الأمان، بالعملات الورقية عن طريق وسيط ومسؤول عن هذه العمليات، لكن العملات الرقمية تفرض تلك المعايير بطريقة تقنية بدون أي تدخلات بشرية. 

ولهذا السبب تستخدم العملات الرقمية عملية التشفير بشكل كبير جداً ولذلك يطلق عليها أيضاً العملات المشفرة. وعملية التشفير هي آلية للتشفير الآمن لقواعد نظام العملة المشفرة في النظام نفسه وتوفر الحماية من التلاعب. وايضاً، تُشفر بطريقة رياضية قواعد إنشاء أو خلق وحدات جديدة من نفس العملة الرقمية (عملية التعدين). 

طريقتين تشفير مستخدمة داخل تقنية السجلات الموزعة المستخدمة بالعملات الرقمية أو المشفرة: 

Cryptography Hash Function

هي عملية دمج مجموعة من المعلومات بأي حجم وتوليد معلومة بلا معنى وبحجم ثابت. وهي عملية باتجاه واحد: أنه لا يمكن إعادة المعلومات كما كانت بالسابق عن طريق نفس العملية. وهي دالة رياضية بالخصائص التالية:

• مدخلات هذه الدالة تكون عبارة عن سلسلة بيانات من أي حجم.
• نتيجة الدالة دائماً حجم ثابت.
• قابلة للحساب: بمعنى أنها قابلة للحساب بوقت معين. 

بماذا تستخدم؟

• تستخدم لتشفير كتلة البيانات.
• هي الرابط الأساسي بين الكتل.
• تستخدم بالعمليات الحسابية الخاصة بالتعدين.
• تستخدم باليات الاجماع.

Digital Signatures 

هي ثاني أساسيات التشفير في بناء العملات الرقمية ومن المسمى هي تمثل التواقيع المعروفة لكن بطريقة رقمية. وتستخدم لإثبات العمليات من المرسل إلى المستقبل. وترتبط التواقيع الرقمية بعمليات رياضية معقدة. 

وتحتوي التواقيع الرقمية على توقيع خاص وتوقيع عام. التوقيع الخاص هو خاص بالفرد الذي يحصل عليه ويجب ألا يشاركه مع أي شخص آخر. والتوقيع العام هو التوقيع الذي بإمكانك مشاركته مع أفراد الشبكة لعملية التوثيق.

العملية وكتلة البيانات:

مَعرفة مكونات العملية ومحتوي الكتلة يُسهل فهم عملية التعدين وآلية الإجماع. العملية تحتوي على عنوان المرسل والمستقبل والمبلغ المحول بشكل مبسط. تتداخل مع هذه العمليات التواقيع الرقمية وتعمل كالاتي:

1)      يقوم المرسل بإنشاء العملية.

2)      دمج توقيع المستقبل العام.

3)      ثم دمج توقيعه الخاص.

4)      ونشر العملية على الشبكة.

يتبع....

أحد أهم أجزاء التقنية هي آليات الاجماع:

وهي الاجماع بين مستخدمين الشبكة على صحة العمليات بدون وسيط او تدخل بشري. ويوجد العديد من آليات الإجماع وأشهرها:

اثبات الجهد Proof of Work (PoW) : وهو النسخة المستخدمة بعملة البيتكوين.

كيف تعمل هذه الآليه؟

هذه العملية تخص نوع المستخدمين المعدنين من المشاركين بالشبكة. وهي العملية التي من خلالها يحصل المعدن على مكافأة من الشبكة. وهذه المكافأة هي عبارة عن نسخ جديدة من نفس العملة، ولذلك سميت عملية التعدين.

تعتمد هذه الاليه على قوة المعالجة بجهاز المعدن وهي عامل التفوق بين المعدنيين بالشبكة. وتستخدم لتحفيز المعدن على استهلاك الطاقة بالعمليات الحسابية لتوثيق مجموعة من العمليات وتشكيل كتلة البيانات واضافتها لسلسة الكتل وتحديث الشبكة. واستهلاك الطاقة الذي يمثل مبالغ مالية هي بمثابة اثبات لصحة عمل المعدن وليس لها أي عامل تقني.

تستهلك هذه العملية الكثير من الطاقة وبحالة العملة المشفرة البيتكوين تستغرق 10 دقائق (الوقت محدد من الشبكة). وتقوم الشبكة بتحديد وقت العملية عن طريق صعوبة العمليات الحسابية، حيث ان صعوبة العملية تقل إذا كان عدد الكتل المضاف لسلسة الكتل اقل من الهدف المحدد لفترة محددة وتزيد الصعوبة إذا كان عدد الكتل المضاف لسلسة الكتل أكثر من الهدف المحدد لنفس الفترة.

5)      يقوم المعدن بجمع العمليات المالية من الشبكة.

6)      يقوم بتوثيق العمليات.

7)      يقوم بإنشاء كتلة بيانات جديدة.

8)      ثم ينفذ العمليات الحسابية المعقدة (Nonce) لإضافة الكتلة لسلسة الكتل

9)      ثم يحصل على المكافأة تحت ثلاث شروط:

• عمليات صالحة.
• كتلة بيانات صالحة.
• وآلية اجماع صحيحة: قام فيها بالعمليات الحسابية الصحيحة المتوافقة مع اهداف الشبكة.

10)    يقوم المُحول إليه بإستقبال العملية يستخدم توقيع المرسل العام لإستلام الحوالة.

11)    ثم يقوم بأستخدام توقيعه الخاص لإثبات ملكية العملية.

12)    وعلى ذلك تتم عملية التحويل.

ترتبط الكتلة بالكتلة السابقة من خلال عنوان الكتلة ونتيجة عملية Hash Function لمحتوي الكتلة + عنوان الكتلة السابقة + Nonce الذي يمثل العمليات الحسابية.

تصور لمحتوى الكتلة و إرتباطها بكتلة سابقة

الشرح بالأعلى بناءً على حالة العملة الرقمية البيتكوين. قد يكون هناك اختلافات بسيطة للعملات المشفرة الأخرى التي تستخدم تقنية البلوكتشين.

البيتكوين نظام مالي بدون منظمين, قواعد مالية رياضية تُنفذ بدون وسيط, عالم بنكي ثابت تحكمة المعادلات الرياضية.

و أخيراً لا يوجد نظام يخلو من العيوب و سوف نتطرق لها بالمقالات القادمة إن شاء الله.

هذا والله أعلم.