با انواع شبکه بلاکچین و مزایا و معایب هر کدام آشنا شوید

طی دهه گذشته و از زمان معرفی بیت کوین شاهد پیشرفت و بهبود فناوری بلاکچین بوده‌ایم و بخشی از این پیشرفت، معرفی و ظهور انواع مختلف شبکه‌های بلاکچینی است که هر کدام کاربرد، نقاط قوت و ضعف خود را دارند.

از آنجایی که دنیای ارزهای دیجیتال تماماً بر پایه فناوری بلاکچین و شبکه‌های بلاکچینی توسعه یافته است، فهم بیشتر این فناوری می‌تواند دریافت درک بهتری از ارزهای دیجیتال را به همراه داشته باشد. به همین سبب در این مقاله از بلاگ پلتفرم مالی سیتکس قصد داریم تا به انواع شبکه بلاکچین و مزایا و معایب هر کدام بپردازیم.

بلاکچین چیست؟

در مقاله‌های قبلی به صورت مفصل به معنا و مفهوم تکنولوژی بلاکچین پرداخته‌ایم؛ اما به صورت ساده، بلاکچین نوعی دفترثبت یا لجر (Ledger) توزیع‌شده و دیجیتالی است که اطلاعات درون خود را در اختیار تمام نودهای (Nodes) شرکت‌کننده در آن قرار می‌دهد.

با اینکار تغییر اطلاعات قرار گرفته در شبکه بلاکچینی بسیار سخت خواهد بود؛ چراکه به محض مطرح‌شدن داده اشتباه یا غیرمجاز، سایر نودها متوجه مغایرت آن با نسخه خود از داده‌های قبلی بلاکچین شده و از شبکه حذف می‌شوند.

صرف نظر از عدم تمرکز، یکی از تفاوت‌های شبکه‌های بلاکچینی با پایگاه‌های داده معمولی، نحوه بخش‌بندی داده‌ها و نگهداری از آنهاست. شبکه‌های بلاکچینی داده‌ها به‌صورت دسته‌ای در «بلاک» (Block) نگهداری می‌شوند و با بهم پیوستن این بلاک‌هاست که «زنجیره بلاکچین» ساخته می‌شود.

هر بلاک، داده‌ها و مشخصات (مانند شماره، هش و…) مختص به خود را دارد که شناسایی و بررسی آن هر بلاک را ساده‌تر می‌کند. به دلیل وجود همین قابلیت است که با استفاده از مرورگرهای بلاکچین (Blockchain Explorer) می‌توان به بررسی و تحلیل تراکنش‌های شبکه‌های بلاکچینی پرداخت.

روش‌ها و الگوریتم‌های متعددی برای ایجاد اجماع و توافق در شبکه‌های بلاکچینی وجود دارد؛ اما الگوریتم اثبات کار (PoW) و الگوریتم اجماع اثبات سهام (PoS) از معروف‌ترین و پراستفاده‌ترین نمونه‌های آن در دنیای ارزهای دیجیتال به‌حساب می‌آیند.

انواع شبکه بلاکچین (Blockchain)

تقسیم‌بندی شبکه‌های بلاکچینی با استفاده از الگوریتم اجماع آن، یکی از رایج‌ترین روش‌های تقسیم‌بندی این شبکه‌هاست؛ اما در این مقاله قصد داریم به روش دیگری به تقسیم‌بندی و بررسی شبکه‌های بلاکچینی بپردازیم. شبکه‌های بلاکچینی را می‌توان به روش‌های مختلفی ساخت و در ادامه بر اساس نحوه ساخت و عملکرد به تقسیم‌بندی بلاکچین‌های مختلف خواهیم پرداخت. انواع شبکه بلاکچین را می‌توانید در ادامه مشاهده کنید:

✔ شبکه بلاکچین عمومی (Public Blockchain)

شبکه بلاکچین عمومی شبکه‌ای بدون نیاز به مجوز (Permissionless) است که هر کسی می‌تواند به آن پیوسته و به دریافت و ارسال تراکنش‌ها و بررسی آن بپردازد. این نوع شبکه کاملاً نامحدود است و امکان پیوستن و استفاده از آن برای تمام افراد جهان وجود دارد؛ تنها عامل محدودکننده این شبکه، لزوم دسترسی به اینترنت است.

شبکه بلاکچینی بیت کوین یکی از اولین شبکه‌های بلاکچین عمومی موفق بود که امکان انجام تراکنش‌های مالی را برای همگان ممکن کرده و امن‌ترین و شفاف‌ترین روش‌های انتقال دارایی به حساب می‌آید. بیشتر ارزهای دیجیتال نیز از همین نوع از شبکه‌های بلاکچین استفاده می‌کنند.

همان‌طور که گفتیم دو الگوریتم اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) از پرکاربردترین الگوریتم‌های اجماع در دنیای ارزهای دیجیتال به حساب می‌آیند و این نکته در مورد استفاده از این روش‌ها در شبکه‌های بلاکچین عمومی نیز صحت دارد؛ البته الگوریتم‌های دیگری مانند توکن سوزی (Token Burn) یا سوزاندن توکن نیز در این فضا مطرح می‌شوند.

مزایای شبکه‌های بلاکچین عمومی

• هر کسی می‌تواند وارد آنها شده و از آنها استفاده کند.
• از آنجایی که تمام افراد فعال در شبکه ذی‌نفع آن هستند، تمام آنها برای بهبود این شبکه فعالیت خواهند کرد.
• شبکه‌های بلاکچین عمومی نیازی به واسطه و میانجی ندارند و باعث حذف آنها می‌شوند.
• این نوع شبکه‌ها عموماً امنیت بسیار بالایی دارند؛ البته هر چه تعداد شرکت‌کنندگان و نودهای شبکه بیشتر باشد، امنیت آن نیز بالاتر خواهد رفت.
• از آنجایی که تمام داده‌ها و تراکنش‌های شبکه‌های بلاکچین عمومی در دسترس عموم قرار دارد، این شبکه‌ها شفافیت بسیار بالایی را به ارمغان می‌آورند.

معایب شبکه‌های بلاکچین عمومی

• نسبت به همتایان متمرکز خود سرعت پایین‌تری دارند؛ البته بسته به الگوریتم اجماع به کار گرفته شده، سرعت این شبکه‌ها می‌تواند متغیر باشد.
• به دلیل نحوه عملکرد، مقیاس‌پذیری چندان بالایی ندارند. برای درک بهتر، به بخش مشکلات سه‌گانه بلاکچین نگاهی داشته باشید.
• مشکلات سه‌گانه بلاکچین

این مسئله اولین بار توسط هم‌بنیان‌گذار اتریوم، ویتالیک بوترین، مطرح شد. بر این اساس، هر شبکه بلاکچینی با سه مشکل اصلی طرف است؛ حفظ عدم تمرکز، تأمین امنیت، مقیاس‌پذیری بالا. به باور بوترین فعلاً هیچ شبکه‌ بلاکچینی نتوانسته هر سه مشکل را در آن واحد حل کند؛ از نظر وی، تنها می‌توان دو مورد از سه مشکل مطرح شده را به‌صورت همزمان حل کرد.

مثال‌هایی از شبکه‌های بلاکچین عمومی

• شبکه بیت کوین
• شبکه اتریوم
• شبکه لایت کوین

✔ شبکه بلاکچین خصوصی (Private Blockchain)

شبکه بلاکچین خصوصی را می‌توان شبکه بلاکچینی توصیف کرد که در یک محیط محدود و شبکه بسته کار می‌کند؛ این نوع شبکه‌ها نیاز به مجوز دارند (Permissioned) و توسط یک سازمان کنترل می‌شوند.

شبکه‌های بلاکچین خصوصی بیشتر برای استفاده در شرکت‌ها یا سازمان‌های خصوصی مناسب هستند که قصد دارند برخی از فرآیندهای درونی خود را با استفاده از فناوری بلاکچین انجام دهند؛ از این طریق نحوه عملکرد و افراد شرکت‌کننده در شبکه بلاکچینی و کنترل تام شبکه در اختیار خود شرکت خواهد بود.

مهمترین تفاوت شبکه بلاکچین خصوصی با نوع عمومی آن، میزان و نحوه دسترسی به آن است؛ چراکه تمام افراد جهان می‌توانند از طریق اینترنت به یک شبکه بلاکچین عمومی وصل شوند، اما اتصال و استفاده از یک شبکه بلاکچین خصوصی نیازمند دریافت مجوز از سازمان آن است.

تمرکز تفاوت اصلی دیگر شبکه‌های بلاکچین عمومی و خصوصی است؛ همان‌طور که گفتیم اطلاعات درون یک شبکه بلاکچین عمومی در اختیار تمام بازیگران آن قرار دارد و افراد خارج از شبکه نیز می‌توانند به بررسی داده‌های درون آن بپردازند، بر این اساس شبکه‌های بلاکچین عمومی غیرمتمرکز هستند.

اما از آنجایی که ورود و استفاده از شبکه‌های بلاکچین خصوصی نیازمند کسب مجوز از سازمان یا شرکت مربوطه است و آن سازمان وظیفه ایجاد تغییرات یا بروزرسانی آن را بر عهده دارد، شبکه‌های بلاکچین خصوصی متمرکز تلقی می‌شوند.

مزایای شبکه‌های بلاکچین خصوصی

• به دلیل کمتر بودن تعداد شرکت‌کنندگان و سادگی ایجاد اجماع در آنها، این شبکه‌ها بسیار سریع هستند.
• از آنجایی که نودهای این شبکه نیاز به مجوز دارند، تعداد آنها نیز کمتر است و مقیاس‌پذیری شبکه نیز در هر شرایطی حفظ می‌شود.

معایب شبکه‌های بلاکچین خصوصی

• عدم تمرکز شبکه‌های بلاکچین خصوصی یکی از مهمترین نقاظ ضعف آنها محسوب می‌شود و با دفترکل توزیع‌شده در تناقض قرار دارد.
• به دلیل کم بودن تعداد نودها، امنیت این شبکه‌ها پایین‌تر است و ضعف بیشتری نسبت به حمله 51 درصد دارند.

مثال‌هایی از شبکه‌های بلاکچین خصوصی

• شبکه Hyperledger Fabric
• شبکه Corda
• شبکه Hyperledger Sawtooth

✔ شبکه بلاکچین کنسرسیوم (Consortium Blockchain)

شبکه بلاکچین کنسرسیوم یا فدرالی یکی از روش‌های خلاقانه برای استفاده از فناوری بلاکچین در جاهایی است که وجود هر دو شبکه بلاکچین عمومی و خصوصی ضروری است؛ با استفاده از این شبکه‌های بلاکچینی بخش‌هایی از یک سازمان کاملاً شفاف و عمومی بوده، در حالی که سایر بخش‌های آن خصوصی و محرمانه باقی می‌مانند؛ درواقع در این شبکه‌ها بخشی از شبکه به‌صورت عمومی و با نودهای خود فعالیت می‌کند، اما مدیریت کامل آن در اختیار شورا یا مجموعه‌ای از شرکت‌هاست که با همکاری با یکدیگر به کنترل آن می‌پردازند.

شبکه‌های بلاکچین کنسرسیوم نیاز به مجوز دارند (Permissioned) که به‌جای یک سازمان یا شرکت، توسط مجموعه‌ای از سازمان‌ها مدیریت و کنترل می‌شود. در نتیجه با افزایش عدم تمرکز نسبت به بلاکچین‌های خصوصی امنیت و شفافیت بیشتری نسبت به بلاکچین‌های خصوصی دارند.

مزایای شبکه‌های بلاکچین کنسرسیوم یا فدرالی

• امکان شخصی‌سازی و کنترل منابع را فراهم می‌کنند.
• در عین امنیت بالا، مقیاس‌پذیری مناسبی را به ارمغان می‌آورند.
• نسبت به شبکه‌های بلاکچین عمومی بهره‌وری بیشتری دارند.

معایب شبکه‌های بلاکچین کنسرسیوم یا فدرالی

• عدم تمرکز و شفافیت پایین‌تری نسبت به همتای عمومی خود دارد.
• امکان ایجاد محدودیت توسط قوانین و سانسورشدن وجود دارد.
• ایجاد هماهنگی میان شرکت‌ها و سازمان‌های مختلف مشکلات لجستیک متعددی را ایجاد می‌کند.

مثال‌هایی از شبکه‌های بلاکچین کنسرسیوم یا فدرالی

• شبکه Marco Polo
• شبکه بنیاد Energy Web
• شبکه IBM Food Trust

✔ شبکه بلاکچین هیبرید (Hybrid Blockchain)

همان‌طور که از نام شبکه بلاکچین هیبرید یا ترکیبی پیداست، این شبکه به‌عنوان ترکیبی از شبکه‌های بلاکچین عمومی و خصوصی فعالیت می‌کند. این شبکه‌ها توسط یک سازمان واحد کنترل می‌شوند، اما بخش‌هایی از تراکنش‌ها و ثبت اطلاعات آن توسط شبکه بلاکچین عمومی کنترل‌شده و تأیید می‌شوند.

شبکه‌های بلاکچین هیبرید از جدیدترین انواع شبکه بلاکچین به شمار می‌روند و به همین سبب هنوز شاهد استفاده گسترده از آنها نبوده‌ایم.

مزایای شبکه بلاکچین هیبرید

• تغییر قوانین بسته به نیاز بسیار ساده است و نیازی به ایجاد فورک نیست.
• شبکه‌های هیبرید نسبت به حملات 51 درصد امن هستند.
• این شبکه‌ها در عین ایجاد اتصال به سیستم عمومی، حریم خصوصی را نیز حفظ می‌کنند.
• مقیاس‌پذیری این شبکه‌ها بیشتر از شبکه‌های عمومی است.

معایب شبکه‌های بلاکچین هیبرید

• شفافیت کامل ندارند.
• ایجاد و استفاده از شبکه بلاکچین هیبرید می‌تواند چالش‌برانگیز باشد.
• انگیزه زیادی برای شرکت و بهبود شبکه وجود ندارد.

مثال‌هایی از شبکه‌های بلاکچین هیبرید

• شبکه Dragonchain
• شبکه هیبرید XinFin

چرا به انواع شبکه بلاکچین نیاز داریم؟

گرچه ایده فناوری بلاکچین برای اولین بار در دهه 1990 میلادی مطرح شد؛ اما شبکه بلاکچین بیت کوین اولین استفاده گسترده و موفق این فناوری به حساب می‌آید. هدف از ساخت بیت کوین توسط ساتوشی ناکاموتو هر چه که باشد، می‌‌توان آن را اولین نمونه موفق استفاده از فناوری لجر توزیع‌شده (Decentralized Ledger Technology) نیز دانست.

فناوری لجر توزیع‌شده یا DLT ایده‌ای انقلابی است که موجب تحول عظیم در ذخیره‌سازی و تحلیل و بررسی داده‌ها ایجاد کرده و به شرکت‌ها و سازمان‌ها امکان استفاده از داده‌ها، بدون تکیه بر یک سازمان یا شخص واحد را فراهم کرده است.

فناوری DLT با حل مشکل تمرکز توانسته مسائل مختلفی را حل کند؛ اما استفاده از آن در سناریو‌های مختلف ایجاد مشکل‌های جدید را به همراه داشته است. درواقع، از آنجایی که فناوری DLT کاربردهای بسیار متنوعی دارد و در صنایع و بازارهای مختلفی می‌توان از آن بهره برد،

استفاده از آن در هر سناریو مشکلات و موانع خود را در پی دارد؛ بر همین اساس، برای حل مشکلات کاربرد این فناوری در بخش‌های مختلف، به روش‌های مختلفی از آن باید استفاده کرد.

در ادامه به برخی از پرتکرارترین سوالات کاربران در مورد انواع شبکه بلاکچین پاسخ خواهیم پرداخت:

بلاکچین‌ها در چه مواردی باهم اشتراک دارند؟

مهمترین مسئله مشترک میان شبکه‌های بلاکچین مختلف، استفاده از فناوری DLT است.

بلاکچین برای اولین بار در کجا استفاده شد؟

اولین استفاده موفق و گسترده از فناوری بلاکچین، شبکه بلاکچین بیت کوین بود که در سال 2009 راه‌اندازی شد.

بلاکچین چگونه کار می‌کند؟

شبکه‌های بلاکچین با ثبت اطلاعات به‌صورت بسته‌ای در بلاک‌ها و توزیع این اطلاعات میان تمام نودهای (Node) شبکه و تأیید آنها از طریق ایجاد اجماع میان نودها (Node) به فعالیت می‌پردازد.