فناوری دفتر کل توزیع شده چیست؟

فناوری دفتر کل توزیع شده به صورت مختصر به نام DLT شناخته می‌شود که مخفف عبارت Distributed Ledger Technology است. از این فناوری گاهی اوقات به نام «دفتر کل مشترک» هم شناخته می‌شود. اگر به خرید و فروش ارز دیجیتال علاقه‌مند هستید، این مقاله از دپارتمان مالی درفک می‌تواند اطلاعات بنیادی جالبی در مورد انواع ارز دیجیتال و شبکه‌های بلاک‌چین در اختیار شما قرار دهد.

فناوری دفتر کل توزیع شده چیست؟

فناوری دفتر کل توزیع شده را باید یک سیستم دیجیتالی بدانیم که به کاربران و سیستم‌ها اجازه می‌دهد تراکنش‌های مربوط به دارایی‌های مختلف را ثبت کند. این فناوری اطلاعات هر لحظه را در چندین مکان مختلف ثبت می‌کند. به عبارت دیگر، DLTها نوعی زیرساخت هستند که اجازه توزیع کردن پایگاه‌ داده بین شبکه‌ای از Nodeها را مهیا می‌سازند.

برخلاف پایگاه‌های داده (دیتابیس)‌ قدیمی، در فناوری دفتر کل توزیع شده از هیچ مکان و سرور مرکزی برای نگهداری اطلاعات استفاده نمی‌شود و همه چیز غیرمتمرکز است. هرکدام از مشارکت‌کنندگان شبکه یک گره (node) را شکل می‌دهند و یک کپی از تمام اطلاعات نزد هر کدام از این گره‌ها نگهداری می‌شود. این موضوع را باید اصلی‌ترین تفاوت پایگاه‌های داده سنتی و فناوری جدید DLT بدانیم که باعث شکل‌گیری بسیاری از تفاوت‌های دیگر، میان این دو نسل از تکنولوژی می‌شود. به عنوان مثال، تمرکززدایی در این فناوری باعث افزایش امنیت، شفافیت و اعتماد بین مشارکت‌کنندگان شبکه خواهد شد.

ایده DLT از کجا شکل گرفته است؟

ایده اصلی فناوری دفتر کل توزیع شده شاید چندان هم جدید نباشد. هسته اصلی این ایده از شبکه‌های همتا به همتا (P2P) شکل گرفته است. در این نوع شبکه‌ها، کاربران بدون نیاز به وجود یک سرور مرکزی و فرد واسطه، با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. به صورت تئوری، فناوری دفتر کل توزیع شده از طریق همین شبکه‌های همتا به همتا کار می‌کند. ولی برای صحت درج اطلاعات و افزایش اعتمادپذیری، از سازوکارهای دیگری مثل الگوریتم‌های اجماع هم استفاده می‌کند. به عبارت دیگر، شبکه‌های DLT پایگاه‌های داده را مدیریت می‌کنند و تضمین می‌دهند که به‌روزرسانی‌های اطلاعات معتبر هستند. از سوی دیگر، آن‌ها نیاز به وجود هرگونه مرجع متمرکز و مرکزی را نیز حذف می‌کنند. بنابراین، زمانی که Nodeهای یک شبکه روی یک به‌روزرسانی پایگاه‌داده توافق می‌کنند، دیگر امکان تغییر آن وجود ندارد.

محبوبیت این فناوری در حال حاضر رو به افزایش است، چرا که می‌توانند زمینه‌ساز ایجاد تغییراتی اساسی و چشمگیر در بسیاری از صنایع شوند. مهم‌ترین دست‌آورد این فناوری را شاید بتوانیم «فناوری بلاک چین» بدانیم، چرا که به عنوان یکی از زیرمجموعه‌های DLT شناخته می‌شود. بنابراین، انواع ارزهای دیجیتال موجود در بازار رمز‌ارزها را باید به نوعی مدیون این فناوری بدانیم!

منشاء اصلی دفترهای کل

برای درک بهتر سازوکار دفتر کل توزیع شده، بهتر است در ابتدا دفاتر کل را بشناسیم. بهترین تعریف شاید این باشد که آن‌ها را ابزاری برای ذخیره‌سازی اطلاعات یا تراکنش‌ها بدانیم.

ایده اصلی دفتر کل متمرکز خیلی قدیمی‌تر از آن است که فکرش را بکنید! بیش از ۵۰۰۰ سال پیش، از لوح‌های گلی به عنوان دفتر کل ثبت اسناد استفاده می‌شد. با پیشرفت بشر، کاغذ جای این لوح‌ها را گرفت. تا همین سال‌های اخیر و حتی هم‌اکنون، دفاتر کل به شکل کاغذی وجود داشتند. حسابدارهای ادارات باید همه‌چیز را خودشان به صورت دستی ثبت و بایگانی می‌کردند. ولی با پیشرفت تکنولوژی، دفتر کل‌های دیجیتالی جای مدل‌های کاغذی را گرفتند. دیجیتالی شدن باعث سهولت ثبت، بایگانی، محاسبات، دسترسی مجدد و بسیاری از موارد دیگر شده بود.

علیرغم تمام مزایای دیجیتالی شدن دفترهای کل، همچنان نیاز به پیشرفت و بهبود حس می‌شد. دفترهای کل دیجیتالی امنیت چندان بالایی نداشتند و شفافیت اطلاعات آن‌ها هم قابل قبول نبود. سازمان‌ها به راحتی می‌توانند تمام اطلاعات را دستکاری کنند. همین موضوع زمینه را برای ظهور دفاتر کل توزیع شده آماده کرد.

تمرکززدایی در ساختار دفاتر کل به این معنا بود که دیگر تنها شرکت‌ها و سازمان‌ها به اطلاعات دسترسی ندارند. هرکسی که در شبکه حضور داشته باشد می‌تواند به داده‌ها دسترسی داشته باشد. علاوه بر این، از آنجایی که اطلاعات نزد هیچ مرجع واحدی ثبت نمی‌شود و هر کدام از اعضاء یک نسخه کامل یا بخشی از اطلاعات را دارند، احتمال دستکاری و تقلب در آن‌ها نیز تقریباً به صفر می‌رسد.

در حال حاضر بسیاری از موسسات از DLT‌ها استقبال کرده‌اند و آن را راهی ایده‌آل برای اعتبار بخشیدن به تراکنش‌های خود می‌دانند. بانک‌ها را باید نمونه‌ای بارز در همین زمینه بدانیم.

آیا دفتر کل توزیع شده همان بلاک چین است؟

خیر، همه‌ی DLTها بلاک‌چین نیستند. با افزایش چشمگیر و ناگهانی محبوبیت بیت‌کوین و انواع ارز دیجیتال، کلمه «بلاک چین» به یک موضوع همگانی تبدیل شده و خیلی‌ها از آن صحبت می‌کنند. با این حال،‌ با توجه به پیچیدگی این مفهوم، هنوز اکثر مردم اطلاعات کافی در مورد آن ندارند و از این کلمه به عنوان مترادف هرچیزی که با ارزهای دیجیتال و اقتصاد توکن مرتبط است، استفاده می‌کنند. 

این موضوع تا جایی پیش رفته که حتی جنبش کریپتو و رمز ارزها به عنوان «جنبش بلاک چین» نیز شناخته می‌شود.

با این حال، اگرچه خیلی‌ها به اشتباه DLTها و بلاک‌چین‌ها را متمایز نمی‌دانند. ولی واقعیت این‌طور نیست و آن‌ها را باید دو مفهوم جداگانه، ولی مرتبط بدانیم.

اصلی‌ترین تمایز بین بلاک‌چین و دفتر کل توزیع شده

اگر به شکل سلسه‌مراتبی به موضوع نگاه کنیم، بیت‌کوین زیر مجموعه‌ای از فناوری دفتر کل توزیع شده است. در واقع، DLT مانند یک چتر است که فناوری‌های مختلفی را زیر پوشش خود قرار می‌دهد و بیت‌کوین تنها یکی از آن‌ها است! در بخش‌های بعد به بررسی برخی از آن‌ها می‌پردازیم. ولی در حال حاضر، همین‌قدر کافی است که بدانیم بلاک‌چین یکی از روش‌های پیاده‌سازی فناوری دفتر کل توزیع شده است. 

ولی از آنجایی که بلاک چین اولین نمونه کارکردی و کاربری از این بهره‌برداری بود، بسیار مورد استقبال قرار گرفته و بسیاری از مردم تصور کردند که تنها شکل پیاده‌سازی سیستم دفتر کل توزیع شده، همین بلاک چین است. به همین خاطر است که از نام آن‌ها به جای یکدیگر استفاده می‌کردند و منجر به این تصور غلط شد که DLT نام دیگری از بلاک چین است.

اگر ارتباط بلاک‌چین و DLT را هنوز به خوبی متوجه نشده‌اید، به این مثال دقت کنید: میوه‌ها انواع مختلفی دارند که یکی از آن‌ها «سیب» است. بنابراین، سیب یک نوع میوه است، ولی همه میوه‌ها سیب نیستند! به عبارت دیگر، تمام بلاک‌چین‌ها با استفاده از DLT ساخته‌ شده‌اند، ولی تمام DLTها بلاک‌چین نیستند.

فناوری دفتر کل توزیع شده چطور کار می‌کند؟

فناوری دفتر کل توزیع شده دو جزء بسیار اصلی و مهم دارد:

• دفتر کل توزیع شده: یک پایگاه داده که بین یک شبکه توزیع و پخش شده است.
• گره‌ها (node): دستگاه‌های مستقل، مثل کامپیوترها، که به نگهداری و بروزرسانی دفتر کل توزیع شده می‌پردازند.

تمام گره‌های شبکه با یکدیگر در ارتباط هستند و یک کپی از اطلاعات دفتر کل را نگهداری می‌کنند. حال تصور کنید اطلاعات جدیدی (یک تراکنش جدید) باید در دفتر کل ثبت شود و تمام کپی‌ها باید به‌روزرسانی شوند. در چنین شرایطی، باید یک اجماع بین گره‌ها شکل گیرد و صحت تراکنش را تایید کنند. هر شبکه‌ای از مکانیسم اجماع خود استفاده می‌کند تا بر اساس آن، اکثریت گره‌ها درباره به‌روزرسانی دفتر کل توافق کنند. بعد از توافق، تراکنش ثبت شده و تمامی دفاتر کل به‌روزرسانی می‌شوند.

یک دفتر کل توزیع شده می‌تواند خصوصی یا عمومی باشد. در نمونه‌های عمومی، هرکسی می‌تواند به شبکه ملحق شده، محتویات و تراکنش‌ها را مشاهده کند و اینکه یک گره راه‌اندازی کند. ولی در شبکه‌های خصوصی، تنها افرادی که توسط مدیر شبکه مورد تایید قرار بگیرند می‌توانند به شبکه و دفتر کل دسترسی داشته باشند.

ویژگی‌های اصلی دفترهای کل توزیع شده

همان‌طور که گفتیم، دفترهای کل در گذشته به شکل متمرکز بودند. در مقایسه با نمونه‌های قدیمی، دفاتر کل توزیع شده مزایای خیلی بیشتری دارند. در این بخش سعی داریم بعضی از اصلی‌ترین ویژگی‌های دفتر کل‌های توزیع شده را بررسی کنیم:

۱. امنیت و تغییر ناپذیری:

علم رمزنگاری (cryptography) پیشرفت زیادی داشته است. یک دفتر کل توزیع شده از رمزنگاری به منظور ذخیره‌سازی و امین‌سازی اطلاعات استفاده می‌کند، به شکلی که اطلاعات ذخیره شده دیگر به هیچ عنوان قابل تغییر نباشند.

۲. فقط الحاق و ثبت:

دفاتر کل توزیع شده که نمونه‌های آن‌ها را در انواع ارز دیجیتال هم می‌بینیم، باید شبیه به خیابان‌هایی یک‌طرفه بدانیم که تنها امکان ثبت اطلاعات در آن‌ها وجود دارد. این دفتر کل‌ها سوابق کاملی از تراکنش‌ها را نمایش می‌دهند و امکان دستکاری، تغییر یا حذف هیچ‌کدام از داده‌ها در آن‌ها وجود ندارد. در حالی که در پایگاه‌های داده سنتی نهاد مرجع می‌توانست هرگونه تغییری را در داده‌ها اعمال کند، در فناوری DLT مطلقاً هیچ‌کس اجازه دستکاری و حذف اطلاعات را ندارد.

۳. توزیع شده:

همان‌طور که از نام این فناوری پیدا است، یکی دیگر از اصلی‌ترین ویژگی‌های آن‌ها، ماهیت توزیع شده داده‌های آن است. منظور از توزیع شده این است که هیچ مکان واحدی برای ذخیره‌سازی اطلاعات وجود ندارد. یک نسخه از اطلاعات بین تمام کاربران شبکه و مشارکت‌کنندگان به اشتراک گذاشته می‌شود. با این حال، برخی DLTها از روش‌های دیگری برای ذخیره‌سازی اطلاعات استفاده می‌کنند.

۴. اشتراک‌گذاری شده:

در مورد ماهیت توزیع‌شده DLTها بیان شد که داده‌های آن‌ها در هیچ مکان واحد و مشخصی ذخیره نمی‌شود. علاوه بر این، داده‌ها بین تمام مشارکت‌کنندگان به اشتراک گذاشته می‌شود. هر کدام از اعضاء نقش یک گره (node) را در شبکه ایفا می‌کنند و داده‌ها بین آن‌ها به اشتراک گذاشته می‌شود. برخی از گره‌ها مسئول نگه داشتن یک کپی کامل از دفتر کل هستند، ولی برخی دیگر فقط اطلاعات لازم را برای عملکرد و کارآمد کردن پردازش دفتر کل نگهداری می‌کنند. درک این تفاوت مهم است که بدانید در بحث توزیع‌شدگی، به متمرکز یا غیرمتمرکز بودن ذخیره‌سازی داده‌ها اشاره داریم و با بیان به اشتراک‌گذاشته شدن، منظور ما دسترسی عمومی یا خصوصی به داده‌ها است.

انواع فناوری دفتر کل توزیع شده

به صورت کلی، مدل‌ها و شاخه‌های مختلف دفتر کل توزیع شده را می‌توان در سه دسته مختلف جای داد:

• نیازمند مجوز

• بدون نیاز به اجازه

• ترکیبی

در ادامه هر کدام از این مدل‌ها را به‌شکلی خلاصه مرور و بررسی می‌کنیم.

دفاتر کل توزیع شده نیازمند مجوز

این موارد را می‌توان شبکه‌های خصوصی دانست. اکوسیستم آن‌ها به شکل بسته و محدود طراحی شده‌ است تا هرکس نتواند به آن‌ها دسترسی داشته باشد. اجازه دسترسی به اطلاعات باید از طریق انجام فرآیندهای احراز هویت و شناخت مشتری (KYC) داده شود.

تنها پس از تایید مسئول سامانه، کاربران می‌توانند به ویژگی‌های شبکه یا سیستم‌های دفتر کل توزیع شده دسترسی داشته باشند. به همین خاطر است که به آن‌ها «نیازمند مجوز» می‌گوییم. در این شبکه‌ها، نودهای اعتبارسنج مسئولیت سنگینی را به عهده دارند. چرا که آن‌ها باید تمام تراکنش‌های درون شبکه را اعتبارسنجی کنند.

این دسته از دفاتر کل توزیع شده را می‌توان به گونه‌ای طراحی کرد که تنها تعداد کمی از کاربران دسترسی محدودی به شبکه داشته باشند. این ویژگی برای شرایطی مناسب است که توسعه‌دهندگان می‌خواهند از سایر مزایای بلاک‌چین استفاده کنند، اما نمی‌خواهند دسترسی عمومی و همگانی به داده‌های خود بدهند. این موضوع جزو اصلی‌ترین اولویت‌های بسیاری از کسب‌وکارها است و این اطلاعات و داده‌ها هستند که باعث شکل‌گیری مزیت رقابتی آن‌ها نسبت به سایر رقبا می‌شود. بنابراین کاملاً بدیهی است که نخواهند همه اطلاعات آن‌ها در دسترس عموم باشد.

دفترهای کل توزیع شده آزاد یا بدون نیاز به مجوز

سیستم‌های آزاد یا DLTهای بدون مجوز را باید عمومی بدانیم. در این شبکه‌ها، کاربران نیازی به اعتبار یا مجوز خاصی برای مشارکت در شبکه و دسترسی به آن ندارند. یعنی هرکسی در این شبکه‌ها می‌تواند به انجام تراکنش، اعتبارسنجی بلوک یا هرگونه تعامل دیگری با شبکه بپردازد.

مهم‌ترین مفهوم در این شبکه‌ها، موضوع آزادی است. از این نوع دفاتر کل در انواع ارز دیجیتال استفاده می‌شود، ولی بهترین مثال برای این نوع دفتر کل توزیع شده را باید رمز ارز بیت کوین بدانیم. بیت کوین اولین رمز ارزی بود که از تکنولوژی بلاک‌چین بهره برد و بلاک‌چین نیز یکی از جلوه‌های به کارگیری DLT است. وقتی از آزادی عمل در بیت‌کوین صحبت می‌کنیم، یعنی هرکسی می‌تواند تراکنش بیت‌کوین انجام دهد، آن را ارسال کرده یا اینکه دریافت کند. هیچ‌گونه محدودیت مکانی، قانونی، زمانی یا هر نوع محدودیت دیگری نمی‌تواند مانع از انجام تراکنش توسط کاربران شود.

 

دفاتر کل توزیع شده هیبریدی یا ترکیبی

آخرین نوع دفاتر کل توزیع شده که در مورد آن‌ بحث خواهیم کرد، نوع هیبریدی یا ترکیبی است. همان‌طور که از اسم این نوع شبکه مشخص است، در این نوع معماری DLTها ترکیبی از دو مورد قبلی را شاهد هستیم و از مزایای هر دو آن‌ها سود می‌بریم.

با استفاده از دفاتر کل توزیع شده هیبریدی، کسب‌وکارها می‌توانند تصمیم بگیرند بخشی از اطلاعات را آزاد و عمومی کنند و بخشی دیگر را به صورت خصوصی نگه دارند.

 

دسته‌بندی دفتر کل توزیع شده بر‌اساس عملکرد

همان‌طور که گفته شد، ۳ نوع دفتر کل توزیع شده با مجوز، بدون نیاز به مجوز و ترکیبی وجود دارد. این تنوع در ساختار باعث شکل‌گیری نمونه‌های مختلفی از دفتر کل توزیع شده می‌شود که از لحاظ عملکردی با یکدیگر متفاوت هستند. در این بخش به دسته‌بندی‌های مختلف این فناوری از لحاظ عملکردی می‌پردازیم

بلاک‌چین

در این نوع دفتر کل توزیع شده، تراکنش‌ها به شکل زنجیره‌ای از بلوک ذخیره می‌شوند و هر بلوک نیز یک هش منحصر به فرد تولید می‌کند که از آن می‌توان برای اثبات تراکنش‌های معتبر استفاده کرد. هر گره (node) در شبکه بلاک‌چین دارای یک کپی از دفتر کل است که باعث افزایش شفافیت اطلاعات می‌شود. در بخش‌های قبل به‌طور کامل درباره بلاک‌چین صحبت کردیم و می‌توانید برای مطالعه بیشتر به آن مطالب مراجعه کنید.

هش گراف

تفاوت اصلی هش گراف با سایر دسته‌ها این است که تراکنش‌های متعددی را می‌تواند در یک بازه زمانی یکسان در دفتر کل ذخیره کند. تمامی تراکنش‌ها با ساختاری موازی ذخیره می‌شوند. در یک هش گراف، هر رکورد و سابقه‌ای که در دفتر کل وجود دارد را یک «رویداد» می‌نامیم.

این نوع سازوکار دفتر کل توزیع شده کاملاً منصفانه و امن است، زیرا هیچ گره‌ای در شبکه قادر به دست‌کاری اطلاعات یا تراکنش‌ها نخواهد بود. به‌عبارت‌دیگر، هیچ‌کس در این سیستم DLT نمی‌تواند دستورالعمل‌ها را به تعویق انداخته یا حتی روند تراکنش‌ها را کنترل کند.

در مقایسه با بیت‌کوین، ماینرها در هش گراف امکان انتخاب تراکنش‌ها را دارند. برای مثال،‌ شما و دوست‌تان تراکنشی را ایجاد می‌کنید و منتظر تایید شدن آن هستید. گره‌های شبکه می‌توانند فارغ از زمان ایجاد، تراکنش شما را برای تایید کردن انتخاب کنند.

۳. گراف مستقیم غیرچرخه‌ای (DAG)

گراف مستقیم غیرچرخه‌ای (DAG)‌ را باید نوعی تلاش جاه‌طلبانه دیگر برای به‌کارگیری فناوری دفتر کل توزیع شده بدانیم. DAG نوعی رویکرد جایگزین نسبت به بلاک‌چین شناخته می‌شود و از یک ساختار داده متفاوت برای سازماندهی داده‌ها استفاده می‌کند که اجماع بیشتری را به همراه دارد. در واقع، به همین خاطر است که می‌گوییم این فناوری نه‌تنها تمام ویژگی‌های بلاک‌چین را ارائه می‌کند، بلکه پیشرفته‌تر نیز است.

ساختار DAG نسبت به بلاک‌چین کاملاً متفاوت است. یکی از مزایای اصلی پیاده‌سازی دفتر کل توزیع شده DAG این است که امکان به‌کارگیری تراکنش‌های نانو و بسیار کوچک بدون هزینه را مقدور می‌سازد. دلیل این موضوع این است که با افزایش و رشد شبکه، مقیاس‌پذیری آن هم افزایش پیدا می‌کند.

به عبارت ساده‌تر، هر چه تراکنش های بیشتری در شبکه انجام شود، سریعتر قادر به تسویه آنها خواهد بود.

۴. هولوچین

هولو‌چین (Holochain)‌ یکی از پیشرفته‌ترین مدل‌های به‌کارگیری فناوری دفتر کل توزیع شده است. شرکت سازنده‌ی Holochain به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که با استفاده از این نوع فناوری دفتر کل توزیع شده بتوانند راه‌های جدیدی را برای ایجاد برنامه‌های غیرمتمرکز به کار گیرند.

یکی از اصلی‌ترین تفاوت‌ها بین این نوع DLT و بلاک‌چین این است که هوچولین‌ها ساختاری داده-محور نداشته و از ساختار کاربر محور (Client Structure) استفاده می‌کنند. سازوکار هولو‌چین به نحوی است که از استفاده از پروتکل‌های اجماع جهانی اجتناب می‌شود و در عوض به هر عامل (client) دسترسی‌های کافی برای فورکینگ مخصوص داده می‌شود. تنها همین یک تغییر کافی بود تا مشکل مقیاس‌پذیری شبکه در Holochain کاملاً حل شده و حتی بعد از رشد شبکه، اطلاعات و کل شبکه همچنان دست‌نخورده باقی بمانند.

۵. تمپو (رادیکس)

همانند سایر گزینه‌های دفاتر کل توزیع شده بدون بلاک‌چین که پیش‌تر در مورد آن‌ها صحبت شد، تمپو (Tempo) نیز یکی از جدیدترین دست‌آوردها است. همانند هر پلتفرم دیگری، تمپو نیز توالی اطلاعات موجود در دفتر کل را حفظ می‌کند. علاوه بر این، مهر زمانی مربوط به هرکدام از تراکنش‌ها را نیز ثبت کرده و ارائه می‌کند. یکی دیگر از ویژگی‌های مثبت تمپو این است که به هیچ عنوان به قطعات سخت‌افزاری سنگین و قدرتمند نیازی ندارید. تمپو بسیار سبک است و حتی می‌تواند روی دستگاه‌های تلفن همراه نیز کار کند.

با Tempo می‌توانید برنامه‌های غیرمتمرکز، توکن‌ها، سکه‌های خود را ایجاد کنید، معاملات سریع و بسیاری از کارهای دیگر را انجام دهید.

نقش مکانیسم اجماع در دفاتر کل توزیع شده

در هسته و مرکز هر فناوری دفتر کل توزیع شده، مکانیسم اجماع قرار گرفته است. مکانیسم اجماع را باید رویه‌ها و قوانینی بدانیم که نحوه تایید تراکنش‌ها توسط گره‌ها (node) را تعیین می‌کنند.

نکته دیگری هم در فناوری DLT وجود دارد و این است که برای انتخاب nodeهای اعتبارسنج نیز باید تصمیم‌گیری شود. بنابراین، هنگامی که یک بلوک جدید ایجاد می‌شود، گره‌هایی انتخاب شده و وظیفه اعتبارسنجی آن بلوک به آن‌ها محول می‌شود. تمام این فرآیندها توسط مکانیسم اجماع طراحی شده برای شبکه دفتر کل توزیع شده انجام می‌شود. به بیان ساده‌تر، برنامه‌نویسان و طراحان شبکه، نوعی مکانیسم اجماع برای شبکه انتخاب می‌کنند. سپس، عملکردهای اصلی شبکه، مثل تعیین nodeهای اعتبارسنج و نحوه عملکرد آن‌ها توسط همین مکانیسم اجماع انجام می‌شود.

البته اگر شبکه بدون مجوز و آزاد باشد،‌ گره‌ها برای اعتبارسنجی بلوک‌ها با یکدیگر رقابت می‌کنند و این دقیقاً همان اتفاقی است که در استخراج بیت کوین رخ می‌دهد.

نمونه‌ها و الگوریتم‌های مختلفی برای مکانیسم اجماع وجود دارد. برخی از معروف و پرکاربردترین آن‌ها عبارتند از: Proof of Work (گواه اثبات کار)، Proof of Stake (گواه اثبات سهم)، Delegated Proof of Stake (اثبات سهام نمایندگی شده) و Byzanine Fault Tolerance (الگوریتم تحمل خطای بیزانس). توضیح سازوکار این مکانیسم‌های اجماع می‌تواند بسیار پیچیده باشد. به همین خاطر، در این مقاله تنها دو مورد اول را بسیار خلاصه بررسی می‌کنیم، چراکه اکثریت شبکه‌ها از همین دو مکانیزم استفاده می‌کنند.

گواه اثبات کار

گواه اثبات کار (Proof of Work – PoW) محبوب‌ترین روش است و تعداد زیادی از انواع ارز دیجیتال از آن استفاده می‌کنند. در این روش از محاسبات سنگین و انرژی‌بر استفاده می‌شود تا پازل‌ها و سوالات طرح شده توسط شبکه را حل کنیم. با گذشت زمان، پازل‌ها پیچیده‌تر شده و اعتبار‌سنجی سخت‌تر می‌شود. با حل این پازل‌ها، مقادیر صحیح برای اعتبارسنجی و اضافه کردن تراکنش به بلوک پیدا می‌شود. زمانی که یک تراکنش تایید شد، برای همیشه در بلوک ثبت خواهد شد و از تمام ویژگی‌ها و مزایای دفتر کل توزیع شده بهره می‌گیرد.

بلاک‌چین بیت‌کوین در حال حاضر با این مشکل مواجه شده و پیچیدگی محاسبات آن بسیار زیاد شده است. از سوی دیگر، از آنجایی که هیچ گره‌ای برای انجام محاسبات وجود ندارد، توان محاسباتی مشارکت‌کنندگان مختلف باید با یکدیگر ترکیب شود تا معادلات سریع‌تر حل شوند.

مکانیسم گواه اثبات سهم

گواه اثبات سهم (Proof of Stake – PoS)‌ راهکار دیگری را برای حل مشکل اجماع پیش می‌گیرد. سازوکار این روش کمی پیچیده‌تر است، ولی بر اساس آن، سهامداران شبکه می‌توانند با وثیقه‌گذاری سهام خود به گره‌های اعتبارسنج بپیوندند و در مکانیسم اجماع شرکت کنند. روش قبلی مصرف انرژی بسیار بالایی داشت، ولی این روش جایگزین، دوست‌دار محیط زیست است و انرژی کمتری نسبت به روش PoW می‌برد.

بنابراین، اگر کاربر تصمیم بگیرد که در مکانیسم اجماع یک دفتر کل توزیع شده شرکت کند که از روش PoS استفاده می‌کند، در ابتدا باید مقداری سرمایه‌گذاری کرده و مجوز آن را خریداری کند. در شبکه‌های بلاک‌چین انواع ارز دیجیتال، این مجوز همان توکن‌ها و رمز ارزهای بومی شبکه است. یعنی با خرید و وثیقه گذاشتن رمز ارز بومی شبکه، می‌توانید در مکانیسم اجماع آن شرکت کنید.

فناوری دفتر کل توزیع شده چه کاربردهایی دارد؟

فناوری دفتر کل توزیع شده در طول سالیان اخیر مورد استفاده‌های مختلفی قرار گرفته و در سیستم‌های مختلفی پیاده شده است. با این حال، چند مورد پیاده‌سازی و کاربرد وجود دارد که بیش از باقی موارد چشمگیر و تاثیرگذار بوده‌اند. در ادامه به معرفی برخی از آن‌ها خواهیم پرداخت.

فناوری بلاک‌چین | Blockchain

بله. فناوری محبوب و جنجالی بلاک‌چین یکی از بارزترین نمونه‌های پیاده‌سازی دفتر کل توزیع شده است. 

بلاک‌چین نوعی فناوری دفتر کل توزیع شده است که توانست دنیا را تکان دهد! در سال ۲۰۰۸ بود که ساتوشی ناکاموتو بیت‌کوین را به جهان معرفی کرد. بیت‌کوین از فناوری بلاک‌چین استفاده کرد تا با استفاده از قابلیت DLT آن بتواند امکان خرید و فروش ارز دیجیتال بدون نیاز به یک مرجع متمرکز را فراهم کند.

بلاک‌چین تقریباً از تمام ویژگی‌های فناوری دفتر کل توزیع شده بهره می‌گیرد. مدیریت شبکه بلاک‌چین به‌صورت غیرمتمرکز است. بنابراین، هیچ نهاد و مرجعی بر آن کنترل و تسلط ندارد. هنگامی که یک تراکنش در شبکه بلاک‌چین انجام می‌شود، یک بلوک به آن اختصاص داده شده و برای اعتبار‌سنجی آن‌ها از مکانیسم‌های اجماع مختلفی استفاده می‌شود. یکی دیگر از ویژگی‌های DLTها بحث «تغییر ناپذیری» داده‌ها بود که بلاک‌چین از این قابلیت نیز بهره می‌برد. از سوی دیگر، «غیرمتمرکز بودن» و «قابلیت به اشتراک گذاشتن داده‌ها» باعث شفافیت چشمگیر سازوکارها در یک بلاک‌چین می‌شود. در مجموع، همان‌طور که گفتیم، فناوری بلاک‌چین یکی از مواردی است که در آن فناوری دفتر کل توزیع شده پیاده‌سازی شده است. 

 کوردا | CORDA

کوردا (Corda) یک پروژه منبع باز بسیار جالب است که بر اساس فناوری دفتر کل توزیع شده پیاده‌سازی شده است. این پروژه بیشتر بر روی خدمات کسب‌وکارها تمرکز دارد. این بدان معنی است که کوردا سعی می‌کند تا با بهره‌گیری از ویژگی‌های قراردادهای هوشمند، حریم خصوصی سخت‌گیرانه و خوبی را به مشاغل ارائه کند. این پروژه همچنین سعی دارد تا از DLT با رویکردی مقرون به صرفه استفاده کند.

تفاوت اصلی Corda در نحوه و چگونگی مدیریت تراکنش‌ها است. کوردا سعی می‌کند نوعی DLT باشد که مشکلات امکان‌سنجی، سرعت و مقیاس‌پذیری در بلاک‌چین را از طریق عدم استفاده از یک دفتر کل برای هر همتا حل کند. کوردا سعی دارد از این رویکرد استفاده کند که تراکنش را بتوان تنها بین دو همتا و بدون اطلاع‌رسانی به کل شبکه انجام داد. با این حال، این سیستم به نحوی طراحی شده است که سایر مشارکت‌کنندگان همچنان بتوانند معاملات و تراکنش‌ها را پیگیری کرده و اعتبار آن را ببینند.

اتریوم | Ethereum

اتریوم نمونه شگفت‌انگیز دیگری از پیاده‌سازی فناوری دفتر کل توزیع شده است. بیت‌کوین اولین تجربه پیاده‌سازی ارز دیجیتال با استفاده از فناوری بلاک‌چین بود،‌ ولی مکانیسم کارکرد آن را نمی‌توانیم عالی و کامل بدانیم. ولی اتریوم توانست بسیاری از این مشکلات را حل کند و جذابیت بیشتری از لحاظ عملکردی دارد.

یکی از نقص‌های بیت‌کوین، استفاده از الگوریتم اجماع گواه اثبات کار (PoW) است. این مکانیسم به انرژی بسیار زیادی برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها نیاز دارد. به عبارت دیگر، PoW اصلاً سازگار و دوست‌دار محیط زیست نیست. اتریوم این مشکل را از طریق به‌کارگیری مکانیسم دیگری، به نام «گواه اثبات سهام» برطرف کرد.

علاوه بر این، یکی از اصلی‌ترین مزایا و نقاط قوت اتریوم، معرفی بحث قراردادهای هوشمند است. قراردادهای هوشمند راهی برای خودکار‌سازی وظایف شبکه هستند و همه‌چیز را به صورت خودکار انجام می‌دهند. اتریوم و قراردادهای هوشمند همچنین باعث شکل‌گیری و ایجاد برنامه‌های غیرمتمرکز (dApps) شده‌اند که می‌توانند قراردادها را به صورت خودکار انجام دهند.

چرا فناوری دفتر کل توزیع شده اهمیت دارد؟

این فناوری اهمیت خیلی زیادی دارد و پیش‌بینی می‌شود که در آینده حتی اهمیت بیشتری نیز پیدا کند. ویژگی‌های کلیدی این فناوری، مثل در دسترسی‌پذیری، نفوذ‌ناپذیری، امنیت بالا، غیرقابل تغییر بودن، شفافیت و … باعث می‌شود گزینه‌ای بسیار عالی و ایده‌آل برای کسب‌وکارهای مختلف باشد. با توجه به تمام مواردی که بیان شد، در حال حاضر، فناوری DLT را باید بهترین روش برای نگهداری اطلاعات و سوابق تراکنش‌های یک مجموعه بدانیم.

اصلی‌ترین کاربردهای فناوری دفتر کل توزیع شده

تا به اینجای مقاله در مورد ماهیت این فناوری صحبت شد و بیان کردیم که چطور باعث شکل‌گیری پلتفرم‌های دیگری مثل بلاک‌چین‌ها، هش‌گراف، DAG،  هولوچین (Holochain) و … می‌شوند. ولی در این بخش قصد داریم DLT ها را با نگاهی کاربردی بررسی کنیم. در این بخش می‌خواهیم به این سوال پاسخ دهیم که DLTها چطور به زندگی ما کمک می‌کنند و چه کاربردهایی می‌توانند داشته باشند.

در بخش سرگرمی

قابلیت‌های DLT در صنعت سرگرمی واقعاً می‌تواند تغییراتی اساسی را ایجاد کرده و سود هنرمندان را بسیار بیشتر کند. با استفاده از فناوری دفتر کل توزیع شده، هنرمندان می‌توانند آثار خود را از طریق قراردادهای هوشمند به فروش برسانند و درآمد بیشتری داشته باشند. این فناوری همچنین نقش بزرگی را می‌تواند در صنعت بازی‌های کامپیوتری ایفا کند. با ظهور NFTها و رمز ارزها، مرز بین دارایی‌های داخل بازی‌ها و دنیای واقعی بیش از هر زمان دیگری باریک و کمرنگ شده است!

در تجارت

برجسته‌ترین کاربرد DLTها در عرصه تجارت شاید استفاده از همان انواع ارز دیجیتال باشد. تجارت مستلزم تبادل حجم بالایی از پول است و استفاده از سیستم‌های سنتی بانکی می‌تواند بسیار زمان‌گیر بوده و کارمزد زیادی هم داشته باشد. DLTها و رمز ارزها می‌توانند تمام مبادلات تجاری را سریع، خودکار، شفاف و کاملاً امن کنند.

در زنجیره تامین

زنجیره تامین بخش مهمی از صنعت تولید است. امروزه سازمان‌ها سرمایه‌گذاری‌های سنگینی برای بهینه‌سازی زنجیره تامین خود می‌کنند، ولی همچنان در کسب رضایت حداکثری مشتری موفق نبوده‌اند.

فناوری دفتر کل توزیع شده می‌تواند تمام فرآیندها را مدیریت کرده و رضایت کامل مشتری را تضمین کند. این فناوری حتی می‌تواند تمام مواد خام و کالاهای لوکس را هم ردیابی کرده و اصالت و کیفیت آن‌ها را تضمین کند.

در امنیت مجازی

امروزه که تمام افراد دسترسی به اینترنت دارند و خیلی از فعالیت‌های خود را در محیط آنلاین انجام می‌دهند، امنیت فضای مجازی اهمیت بیشتری پیدا کرده است. 

با کمک این فناوری، هرکسی می‌تواند با خیال آسوده و در امنیت کامل از اینترنت استفاده کند. تا به حال تقریباً تضمین شده است که این شبکه‌ها قابل نفوذ و هک کردن نیستند. هرچه تعداد کاربران شبکه‌ها بالاتر برود، امنیت آن هم بیشتر خواهد شد. شبکه‌های مبتنی بر دفتر کل توزیع شده خودشان شبیه به یک فایروال عمل می‌کنند و نیازی به استفاده از نرم‌افزارهای اضافه نخواهد بود.

در صنعت بهداشت و درمان

با کمک فناوری دفتر کل توزیع شده، تمام اطلاعات بیمار ذخیره شده و پزشکان به‌راحتی می‌توانند به آن‌ها دسترسی داشته باشند تا تشخیص بهتری انجام دهند. مراقبت‌های پزشکی و درمانی یکی از اصلی‌ترین موارد استفاده از DLTها خواهد بود.

در صنعت حمل و نقل

شاید وقت آن رسیده باشد که خودمان را برای ماشین‌های هوشمند آماده کنیم. در این ماشین‌ها، تمام اطلاعات در شبکه ذخیره می‌شوند و شما هر زمان که بخواهید به آن دسترسی خواهید داشت. مثلا، اطلاعات ردیابی خودرو در شبکه امن ذخیره خواهد شد و هیچ‌کس جز شما نمی‌تواند به آن دسترسی پیدا کند.

اطلاعات درباره قطعات خودرو نیز در DLTها ثبت می‌شوند. به عنوان مثال،‌ هنگام خرید قطعات به راحتی متوجه اصل بودن آن خواهید شد و به هیچ عنوان امکان تقلب هم وجود ندارد. 

سایر کاربردهای دفتر کل توزیع شده

در این بخش تنها برخی از کاربردهای این فناوری را به صورت بسیار خلاصه مرور کردیم. با این حال، از DLTها می‌توان برای خدمات دولتی، اینترنت اشیاء، تجارت الکترونیک، خدمات پرداخت، قراردادهای رسمی و حقوقی، چرخه تولید و بسیاری عرصه‌های دیگر هم استفاده کرد.

چالش‌های پیش‌روی فناوری دفتر کل توزیع شده

علی‌رغم تمام مزایایی که بیان شد، استفاده و به‌کارگیری این فناوری هنوز با چالش‌هایی روبرو است. در این بخش برخی از اصلی‌ترین چالش‌های پیش‌روی فناوری DLT را به اختصار بیان می‌کنیم:

• نبود قوانین و مقررات برای استفاده از آن‌ها (قوانین سنتی ضعف‌هایی داشته و همه‌چیز را پوشش نمی‌دهند)
• عدم وجود شواهد کافی در مورد تاثیر و کارکرد جهانی این فناوری
• نابالغ بودن فناوری
• محافظت از اطلاعات و حفظ امنیت
• غلبه بر مشکلات و دغدغه‌های حریم شخصی
• تداخل با رویکردهای سنتی

جمع‌بندی

در این مقاله به بررسی مفهوم دفتر کل توزیع شده پرداختیم و بیان شد که آن‌ها نوعی پایگاه داده‌ هستند که اطلاعاتشان بین تمام مشارکت‌کنندگان شبکه توزیع شده و به صورت غیرمتمرکز نگهداری می‌شود. علاوه بر این، اصلی‌ترین ویژگی‌های DLTها، انواع آن‌ها و تفاوت دفتر کل توزیع شده با بلاک چین را نیز بررسی کردیم و متوجه شدیم که بلاک‌چین تنها یکی از کاربردها و موارد استفاده از فناوری DLT است. فناوری‌های دیگری مانند هش گراف، DAG، هولوچین و تمپو نیز از دفاتر کل توزیع شده به عنوان تکنولوژی مادر استفاده می‌کنند، ولی تفاوت‌های زیادی با بلاک‌چین دارند.