كيف تعمل العملات الرقمية؟ – تقنية Blockchain

تستخدم العملات الرقمية تقنيات التشفير وتقنية Blockchain والحوافز الاقتصادية لإنشاء نظام لا مركزي وغير موثوق به. تتيح مجموعة هذه التقنيات للأشخاص من جميع أنحاء العالم العمل كأعضاء في هذه الشبكة وتسجيل معاملاتهم. هؤلاء الأشخاص لا يحتاجون إلى الثقة ببعضهم البعض ويتم تنفيذ جميع أنشطتهم وفقًا لبروتوكولات محددة مسبقًا. 

إذا أراد المستخدم التصرف ضد هذا البروتوكول، فسيتم تغريمه وستكافئ الشبكة المستخدم على نشاطه الصادق. في هذه المقالة بعنوان “كيف تعمل العملات الرقمية”، سنقوم بفحص الأجزاء المختلفة لهذا النظام، لذا ابق معنا.

ما هو blockchain في العملة الرقمية؟

بشكل عام، للإجابة على سؤال « ما هو blockchain في العملة الرقمية» في هذه المقالة بعنوان “كيف تعمل العملات الرقمية”، ينبغي القول أن يمكن اعتبار “Blockchain” كقاعدة بيانات يتم فيها تسجيل معلومات المعاملات. 

تعني Blockchain حرفيًا سلسلة “block’s” المتصلة ببعضها البعض باستخدام معلمة تسمى “hash” وسيؤدي التغيير في معلومات كل “block” إلى تغيير “التجزئة” وإبطال الكتل التالية. تحتوي كل Block في blockchain على معلومات المعاملات والمعلومات الأخرى المتعلقة بالشبكة مثل hash. تختلف تقنية Blockchain مع قواعد البيانات الشائعة الأخرى، وأهمها ما يلي.

• يعمل Blockchain كدفتر أستاذ موزع. في النظام المالي التقليدي، توجد معلومات الحساب في قاعدة بيانات تديرها مؤسسة مركزية. في نظام العملة الرقمية الغیر مركزية، يتم توفير نسخة من المعلومات لجميع مستخدمي الشبكة من أجل ضمان أمن الحفاظ على المعلومات. باستخدام هذه المعلومات، يمكن للمستخدمين تأكيد صحة المعاملات والتوصل إلى توافق في الآراء بشأن تنفيذها.
• للتلاعب بالمعلومات وإضافة معلومات جديدة إلى الشبكة، يجب على أكثر من نصف مستخدمي الشبكة تأكيد صحة المعلومات. للقيام بذلك، يتم استخدام الخوارزميات التي يتعين على المستخدمين فيها إنفاق الطاقة والمال. إذا توصل خمسون بالمائة من المستخدمين إلى إجماع بعد تنفيذ بروتوكول الشبكة، تتم إضافة معلومات جديدة إلى الشبكة ويتم تحديث دفتر الأستاذ لجميع الأعضاء بمعلومات جديدة.

لاحظ أن الإجماع يتم إجراؤه من قبل الجميع، ولكن في النهاية يمتلك مستخدم واحد فقط القدرة على إجراء تغييرات على blockchain في أي وقت، ويتم أيضًا اختيار هذا المستخدم بشكل عشوائي. 

• في blockchain، ليس من الممكن العودة وحذف أو تحرير معاملة. في الأنظمة التقليدية، يمكن للمستخدمين تحرير المعاملات التي تم إجراؤها عن طريق الذهاب إلى البنك وتقديم المستندات، ولكن في blockchain، نظرًا لعدم وجود مؤسسة مركزية، لا يمكن القيام بذلك.
• Blockchain هي قاعدة بيانات شفافة ويمكن لجميع المستخدمين وغير المستخدمين الاطلاع على معلومات المعاملة. في النظام التقليدي، تكون معلومات المعاملة سرية ولا يمكن الوصول إليها إلا من قبل المؤسسة المركزية. وفقًا للميزات المذكورة، يمكن القول أن blockchain قد أنشأت منصة آمنة و غیر مركزية لتسجيل البيانات. 

خوارزمية إجماع

استمرارا لهذا المقال بموضوع «كيف تعمل العملات الرقمية» سنقوم بشرح خوارزمية الإجماع (Consensus). “خوارزمية الإجماع” هي خوارزمية يمكن للمستخدمين المجهولين استخدامها للوصول إلى توافق وتخزين معلومات المعاملات في blockchain.

هناك أنواع مختلفة من خوارزميات الإجماع، وهنا، من أجل فهم أفضل، سنقوم بفحص خوارزمية إجماع “إثبات العمل” (Proof of Work | PoW) المستخدمة في البيتكوين. إثبات العمل هو خوارزمية إجماع حيث يجب على المستخدمين حل المعادلات المصممة في الشبكة باستخدام أجهزتهم الحاسوبية لإثبات صحتهم في تسجيل المعاملات.

بكلمات أبسط، في هذه الحالة، يُطلب من المستخدمين حل المعادلات التي صممتها الشبكة باستخدام أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم. هذا العمل يتطلب طاقة ووقتًا. لذلك، إذا لم يتصرف المستخدمون بصدق، فسيتم فقد التكلفة التي أنفقوها على القيام بالعمل. يتم حل المعادلات في إثبات العمل بشكل تنافسي وهي عملية عشوائية تمامًا. 

أخيرًا، يعلن المستخدم الذي يحل المعادلة قبل الآخرين الإجابة على الشبكة حتى يتمكن المستخدمون الآخرون من تقييم دقتها. بعد التأكد من صحة المعلومات، تتم إضافة المعلومات إلى الشبكة بواسطة المستخدم المذكور ويقوم جميع المستخدمين بتحديث دفتر الأستاذ الخاص بهم بالمعلومات الجديدة.

كل من يحل مشكلة الشبكة قبل الآخرين سيحصل على مكافأة من الشبكة، والتي يمكن أن تشمل الرموز المميزة للعملة الرقمية التي تم إنشاؤها حديثًا ورسوم المعاملات المسجلة. تجعل هذه المكافأة العديد من المستخدمين يبحثون عن نشاط صادق في الشبكة. تُعرف معادلات الشبكة باسم Hash Functions، وهي وظائف أحادية الاتجاه تنتج مخرجات فريدة ذات حجم ثابت لأي إدخال بأي حجم عشوائي.

يُطلق على ناتج هذه الوظائف اسم “Hash”، والتي تُستخدم لربط block’s  ببعضها البعض. يؤدي تغيير معلومات کلblock  إلى تغيير “Hash” الإخراج وبالتالي تصبح جميع block’s اللاحقة غير صالحة.‌ في خوارزمية الإجماع، يتضمن إدخال وظيفة “Hash” معلومات المعاملات و “Hash” الخاصة بـ “block” السابقة وبعض المعلومات المحددة الأخرى. 

البيانات غير المؤكدة الوحيدة هي رقم يسمى “Nonce” يحاول المستخدمون العثور على المخرجات المحددة بواسطة الشبكة عن طريق إدخال قيم مختلفة بدلاً من ذلك. تحدد الشبكة ناتج كل “block” بناءً على مقدار قوة المعالجة المتاحة في الشبكة، والتي تُعرف باسم “Network Difficulty”، بحيث يمكن حل كل “block” من Bitcoin أخيرًا، في المتوسط​​، في غضون عشر دقائق.

تطبيقات تقنية Blockchain في العملات الرقمية

في هذه المقالة التي تحمل عنوان “كيف تعمل العملات الرقمية”، يجب أن نصف أيضًا تطبيقات تقنيات التشفير في العملات الرقمية. أحد تطبيقات تقنيات التشفير هو في الواقع عملية خوارزمية الإجماع. “Hash Functions” هي نوع من تقنيات التشفير المستخدمة لربط “block’s” ببعضها البعض وخلق منافسة بين المعدنين. 

بالإضافة إلى ذلك، ترتبط المعاملات في “block” ببعضها البعض أيضًا عن طريق “Hash Functions” بحيث يتم أيضًا زيادة أمان معلومات المعاملة وليس من الممكن تغييرها. لكن التطبيق الرئيسي لتقنيات التشفير في العملة الرقمية يرتبط بإنشاء حسابات مستخدمين في blockchain.

إن محفظة العملات الرقمية المستخدمة اليوم للاتصال بـ تقنية Blockchain وتخزين العملات المشفرة ليست في الواقع مثل المحفظة العادية التي تحتوي على عملات رقمية. تتكون كل محفظة عملة رقمية من “مفتاح خاص” (Private Key) و “مفتاح عمومي” مشفر (Public Key)، يتم تخزين المعلومات الخاصة به في blockchain وتنسب الأصول الرقمية إليه. 

المفتاح الخاص، مثل كلمة مرور البطاقة المصرفية، مخصص فقط للاستخدام الخاص بالمستخدم، والمفتاح العام يشبه رقم الحساب الذي يمكن للمستخدمين الآخرين إيداع العملة الرقمية في حساب المستخدم من خلال امتلاكها. يتم إنشاء المفتاح العمومي من المفتاح الخاص، وإمكانية الوصول إلى المفتاح الخاص عبر المفتاح العام تكاد تكون معدومة.

في عملية إرسال المعاملات، يوقع المستخدم على معلومات المعاملة باستخدام المفتاح الخاص لمحفظته (يتم ذلك تلقائيًا عن طريق تأكيد المعاملة في المحفظة) حتى يتمكن المعدنون الذين لديهم المفتاح العام للمستخدم من تأكيد صحة مرسل المعاملة يتم التأكد أيضًا من دقة المعلومات من خلال الرجوع إلى blockchain وعرض المعلومات السابقة. يتم توفير المفتاح الخاص للمستخدمين بطرق مختلفة، والطريقة الأكثر شيوعًا اليوم هي استخدام 12 و 18 و 24 كلمة إنجليزية.