پرونده / حکمرانی کریپتو ۱: تاریخچه و ساختار بلاکچین

به گزارش گرداب، این نقطه، آغاز راهی بود که دوره‌ی جدیدی در فناوری به وجود آورد؛ دوره‌ای که مبتنی بر رمزنگاری و غیرمتمرکزگرایی بود. از آن زمان واژه «بلاکچین» در میان مهم‌ترین نهادهای مالی و دانشگاهی دنیا به تکرار شنیده می‌شود.

می‌توان بلاکچین را به عنوان یک پایگاه داده‌ی توزیع‌شده، مشترک و رمزگذاری‌شده دانست که به عنوان منبع اطلاعات برگشت‌ناپذیر و فسادناپذیر فعالیت می‌کند . به بیان دیگر، بلاکچین یک سازوکار عمومی است که تاریخچه‌ی سوابق همه‌ی تراکنش‌ها را نگه می‌دارد و توسط مکانیسم توافق جمعی قوی و تغییرناپذیری سوابق محافظت می‌شود .

هرچند که نخستین اشاره‌ها به مفهوم بلاکچین به سال 1991 برمی‌گردد ، نخستین بار ساتوشی ناکاموتو بود که عبارت «بلاکچین» (در آغاز بلاک چین یا زنجیرۀ بلوک) را در ارتباط با کد منبع آغازین بیتکوین، در متن به کار برد: «گره‌ها (nodes) تراکنش‌های جدید را در یک بلوک جمع می‌کنند، آنها را هش (Hash)  می‌کنند، و از طریق اعتبارهای آن لحظه آنها را مرور می‌کنند تا نیاز هش  بلوک به اثبات و تحقق کار برآورده شود. وقتی که گره‌ها مساله‌ی گواه انجام کار را حل کردند، سامانه‌ی بلوک را به همه نشان می‌دهند و بلوک به زنجیره‌ی بلوکی اضافه می‌شود ».

در متن ذکر شده، ناکاموتو ایده‌ی خود برای یک ارز مجازی را توضیح می‌دهد؛ به این صورت که بیتکوین بدون نیاز به هیچ قدرت مرکزی و بدون نیاز به وجود پولی فیزیکی در یک شبکه‌ی نظیر به نظیر ساماندهی می‌شود. مالکان بیتکوین تنها نیاز به کلیدهایی دارند که مالکیت آنها را ثابت کند . در تاریخ 3 ژانویه 2009 ناکاموتو نخستین نرم‌افزار بیتکوین را منتشر کرد و نخستین بلوک بلاکچین بیتکوین را ساخت که به عنوان «بلوک پیدایش» شناخته می‌شود.

تا بدین لحظه بیتکوین نخستین (و موفق‌ترین) به‌کارگیری فناوری بلاکچین بوده است. با این وجود، بیتکوین تنها جرقه‌ای برای انقلاب فناوری بلاکچین بود. همان طور که شاهد بوده‌ایم ده‌ها برنامه‌ی عملی مبتنی بر فناوری بلاکچین در حال حاضر ساخته شده‌است؛ اعم از برنامه‌هایی در امور مالی تا خدمات دولتی، پزشکی، بازی‌ ویدئویی و ...

هرچند که هدف این پژوهش آن نیست که تحلیلی عمیق از جنبه‌های فنی این فناوری جدید ارائه دهد (این وظیفه به عهده‌ی متخصصان رایانه و فناوری اطلاعات است)، با این حال ارائه‌ی توضیحی مختصر از ساختار و نحوه‌ی عملکرد بلاکچین ضروری است تا مشکلات حقوقی زیربنایی که بلاکچین با خود به همراه می‌آورد، بهتر فهمیده شود. در ابتدا به معرفی مختصری از ساختار بلاکچین می‌پردازیم و سپس مشکلات حقوقی سرمایه‌های مبتنی بر کریپتو را شرح می‌دهیم.

لجرهای مرکزگرا در مقابل لجرهای توزیع‌شده

خصیصه‌ی بنیادی فناوری بلاکچین استفاده از دفترکل‌های توزیع‌شده به جای شیوه‌ی کلاسیک سازوکار مرکزگراست . قبل از اختراع بلاکچین همیشه برای تائید تراکنش‌ها نیاز به یک قدرت مرکزی بود؛ قدرتی که معمولا در اختیار بانک مرکزی و یا دولت‌هاست و آنها این دفتر کل حساب‌ها را برای مدیریت ثروت در کشور نگهداری می‌کنند.  این سیستم مرکزگرا مبتنی بر یک تمرکز قدرت در اختیار تعداد اندکی از مقامات کشور است و معمولا سیاست‌های اقتصادی را به نفع سرمایه‌داران و به ضرر عامه‌ی مردم اجرا می‌کند.

با رواج اینترنت، شاهد بازارهای دموکراتیزه شده‌ای هستیم که باعث توسعه‌ی سازمان‌های دولتی انعطاف‌پذیرتر شده است. این سازمان‌ها اغلب با مجموعه‌ی مقررات خاص خود حکمرانی می‌شوند. اما با وجود این فراگیری اینترنت و حضور فزاینده‌ی مردم در بازارها، دولت‌ها و شرکت‌های بزرگ همچنان جریان غالب در اقتصاد کشورها هستند و قدرت بازار خود را با استفاده از ظرفیت‌های اینترنت گسترش داده‌اند.

اما اختراع بلاکچین را می‌توان لحظه‌ای کلیدی در مسیر جریان اقتصادی دنیا دانست؛ زیرا که بلاکچین امکان جدیدی برای تراکنش‌ها ایجاد می‌کند. ناکاموتو در پایان نوشته‌ی برجسته‌ی خود می‌گوید: «ما بدون اتکا بر مساله‌ی اعتماد سامانه‌ای را برای تراکنش‌های الکترونیک ارائه کرده‌ایم». 

هدف بلاکچین فی‌الواقع حذف نیاز به همه‌ی انواع نهادهای واسطه به عنوان معتمد در تراکنش‌هاست. از جمله این نهادها دولت، رسانه‌ها، شرکت‌ها و سازمان‌های مردم‌نهاد هستند. به‌ طور مثال سازمان همکاری‌ و توسعه‌ی اقتصادی (OECD) در سال 2015 پیمایشی انجام داد که طبق آن تنها 43 درصد شهروندان به دولت‌هایشان اعتماد دارند . در سال 2017 نیز تحقیقات موسسه‌ی الدرمن نشان داد تنها 15 درصد از کل جمعیت آمریکا معتقد هستند که سیستم فعلی درست کار می‌کند (در حالی که 53 درصد معتقد بودند که چنین نیست و 32 درصد نظر قطعی نداشتند) . به علاوه توسعه‌ی خستگی‌ناپذیر صنعت فناوری اطلاعات، دیجیتالی‌ شدن وسیع خدمات و متصل شدن جهانی، محرک‌های بیشتری برای غیرمتمرکز بودن ایجاد کردند.

تمام این توصیفات و عوامل نشان‌دهنده‌ی بی‌اعتمادی مردم به سازوکارهای مالی مرکزگراست و در معنای وسیع کلمه، مردم نسبت به سیستم‌هایی که مبتنی بر مداخله‌ی یک قدرت مرکزی واسطه است، بی‌اعتماد هستند و این مساله راه را برای سازوکارها و دفترکل‌های توزیع‌شده باز می‌کند و مسا‌له‌ی قدرت مرکزی را به نوعی حل می‌کند. در این سازوکارها مشروعیت چیزی جدا از خود افراد نیست و هیچ نهادی مسئول مشروعیت‌بخشی به تراکنش‌ها نخواهد بود .

لجر یا دفترکل توزیع‌شده فی‌الواقع پایگاه داده‌ای است که بدون نیاز به یک قدرت مرکزی و با توافق جمعی به اشتراک‌ گذاشته و در میان مکان‌های مختلف هماهنگ می‌شود. می‌توان آن را به عنوان یک سازوکار تراکنش‌ها دانست که به شکل غیرمتمرکز در مکان‌ها و برای افراد مختلف نگهداری می‌شود؛ سازوکاری که در آن تمام اطلاعات انبارشده رمزگذاری شده است و تنها با استفاده از کلید‌ها و امضاهای رمزنگارانه قابل دسترسی است .

برای نخستین بار در طول تاریخ، اکنون همه می‌توانند بدون وساطت شخص ثالث و با استفاده از فرایندهای نظیر به نظیر رمزگذاری ‌شده، تراکنش‌هایی در سطح جهانی انجام دهند. قبل از اختراع بلاکچین، غیرممکن بود که گروهی از افراد غیرمرتبط بدون اتکا به تائید یک قدرت مرکزی، بتوانند رویدادی (به‌طور مثال تراکنش مالی) را که رخ داده است، تایید کنند و این نهاد مرکزی همیشه از این امکان برخوردار بود که داده‌ها را دستکاری کند . در علوم رایانه‌ای این مساله به عنوان «مشکل ژنرال‌های بیزانسی» شناخته می‌شود و اشاره به سناریویی دارد که به‌طور مثال سه هنگ ارتش بیزانس شهر دشمن را محاصره کرده‌اند و درصدد فتح آن هستند. هر هنگ به‌ طور مستقل توسط یک ژنرال اداره می‌شود و همه‌ی ژنرال‌ها باید برنامه‌ای مشترک برای حمله به شهر طراحی کنند. ژنرال‌ها تنها از طریق یک پیام‌رسان با یکدیگر در ارتباط هستند و یک خائن نیز وجود دارد که درصدد ممانعت از رسیدن ژنرال‌ها به یک توافق جمعی است. ژنرال‌ها باید راه‌ حلی پیدا کنند که حداقل دیدگاه اکثریت را پوشش دهد. اما در نبود یک قدرت مرکزی به عنوان واسطه، آنها تنها می‌توانند بر پیام‌هایی که به‌طور مستقیم مشاهده می‌کنند، اتکا داشته باشند. در این سناریو، هیچ‌ راه ‌حلی به کار نمی‌آید مگر آن که اکثریت ژنرال‌ها وفادار باشند. در صورتی که تنها ما سه ژنرال و یک خائن را داشته باشیم، هیچ راه‌کاری به دست نخواهد آمد.

راه‌کاری که فناوری بلاکچین به این مسئله ارائه می‌دهد، تا حد زیادی احتمالی است: بلاکچین مطمئن می‌شود که تراکنش‌ها با استفاده از مساله‌های پیچیده‌ی ریاضیاتی که برای حل آنها نیاز به تلاش محاسباتی برجسته‌ای است، معتبر باشند و از این‌ رو کار سارقین را برای سرقت اطلاعات و یا تخریب آنها از یک پایگاه داده‌ی اشتراکی بسیار دشوار می‌کند . البته در صورتی که حمله‌کننده مالکیت اکثریت نیروی محاسباتی یک شبکه را در اختیار داشته باشد، کار سرقت اطلاعات برای او راحت‌تر می‌شود؛ این نوع حمله را حمله 51 درصد می‌خوانند.

به بیان دیگر، بلاکچین صرفا نوع دیگری از اعتماد را ایجاد کرده است که به عنوان «اعتماد بی‌اعتماد» از آن یاد می‌شود ؛ زیرا بر روی پلتفرم بلاکچین هیچ‌ چیز و هیچ‌ کس به عنوان قابل‌اعتماد شناخته نمی‌شود به جز خود خروجی پلتفرم . بلاکچین توانسته است جایگزین سه عنصر اصلی شود که معمولا در یک تراکنش باید مورد اعتماد می‌بودند: طرف مقابل، واسط و مکانیسم حل اختلاف. یک نرم‌افزار توانسته است جایگزین این سه عنصر تراکنش شود. طرف‌های تراکنش با استفاده از کلیدهای دیجیتالی حضور دارند، واسط یک دفترکل توزیع‌شده است که توسط کاربران ناشناس اجرا می‌شود و حل اختلاف از طریق اجرای الگوریتم‌های از پیش‌ تعیین ‌شده به‌طور خودکار انجام می‌شود.

انقلابی‌ترین جنبه‌ی بلاکچین این است که نیاز به هرگونه شخص ثالثی را حذف می‌کند. شما تنها باید به خود پلتفرم و نرم‌افزار آن اعتماد داشته باشید؛ بدون این که اعتماد به هر شخص دیگر یا قدرت مرکزی ضروری باشد . در این چارچوب توزیع‌شده و اشتراکی می‌شود ادعا کرد که «قانون کد است» . زیرا که نقش عامل انسانی به‌طور برجسته‌ای کاهش داده شده است و اعتماد از قدرت‌های مرکزی و سیستم‌های حقوقی به یک برنامه‌ی منبع‌باز (اوپن‌سورس) تغییر جهت داده است .

اجزای مرکزی بلاکچین

قبل از بررسی نحوه‌ی اجرا و ظرفیت‌های بلاکچین، برای فهم بهتر آن باید بیشتر با اجزای مرکزی این فناوری جدید آشنا شویم. بلاکچین در این اجزا و از طریق این عناصر فعالیت می‌کند:

- سرمایه‌ی کریپتو: سرمایه‌ای است که بر روی بلاکچین مبادله می‌شود؛ معمولا از آن با عنوان «توکن» یاد می‌شود. سرمایه‌ی کریپتو معمولا بر اساس ویژگی‌ها و عملکردشان به سه دسته تقسیم می‌شوند: 1. توکن‌های سرمایه‌گذاری (همچنین به عنوان توکن‌های سرمایه یا توکن‌های امنیتی نیز شناخته می‌شود) که سود مشارکت و عنصری سرمایه‌گذاری (مانند equity) نیز دارد. 2. توکن‌های عمومی که حق و حقوق عمومی (مانند توانایی دسترسی یا خرید محصولات و خدمات) برای مصرف‌کننده دارد و 3. توکن‌های پرداخت (همچنین به عنوان توکن‌های مبادله‌ای یا رمزارزها نیز شناخته می‌شوند) که به عنوان ابزار پرداخت استفاده می‌شود (مانند بیتکوین). اما این دسته‌بندی در بعضی زمینه‌ها ممکن است کاملا گیج‌کننده باشد. ضمن این که سرمایه‌های کریپتو معمولا خصیصه‌هایی بیش از دسته‌های بالا دارند (به آنها توکن‌های هیبریدی گفته می‌شود). همچنین توکن‌ها این قابلیت را دارند که از یک طبقه به طبقه‌ی دیگر تکامل پیدا کنند.

- گره (Node): یک مشارکت‌کننده در بلاکچین است؛ یعنی یک رایانه یا کاربر که تراکنش‌هایی را که بر روی بلاکچین اجرا می‌شود، مدیریت می‌کند.

- تراکنش: مبادله‌ی سرمایه‌ی کریپتو بین دو یا سه گره.

-  بلوک یا بلاک (block): چارچوب داده‌ای است که برای نگهداری اطلاعات پیرامون تعداد مشخصی از تراکنش‌ها استفاده می‌شود و در بین تمام گره‌ها در شبکه توزیع‌ شده است.

- هش (Hash): کارکردی ریاضیاتی است که داده‌های ورودی تشکیل شده از حروف و اعداد را به خروجی رمزگذاری‌شده با اندازه‌ی ثابت تبدیل می‌کند.

- دفتر کل یا لجر (ledger): دفترکل عمومی توزیع‌ شده است که بر روی آن تمام تراکنش‌ها حفظ شده است. این دفترکل از مجموعه‌ای از بلوک‌ها تشکیل شده است که از طریق رمزگذاری و کارکردهای هش به یکدیگر زنجیر شده‌اند.

- زنجیر (chain): قسمتی از بلوک‌ها که به نظمی خاص در نظر گرفته شده است.

- استخراج‌کننده یا ماینر: گره‌های خاصی هستند که فرایند تائید تراکنش در یک بلوک را انجام می‌دهند و در ازای آن پاداشی برای کار خود دریافت می‌کنند.

- استخراج یا ماینینگ: فرایندی است که به وسیله‌ی آن تراکنش‌ها مورد تائید قرار می‌گیرند و معتبر شناخته می‌شوند و بر روی بلاکچین ثبت می‌شوند.

- وفاق: مجموعه از قواعد و مقررات است که بر روی تراکنش‌های بلاکچین حکم‌فرماست و در میان همه‌ی گره‌ها مشترک است.

-  پروتکل: گروهی از قواعدی است که بر شبکه حکم‌فرماست و ابعاد مختلف بلوک‌ها و پاداش استخراج‌کننده‌ها را تعیین می‌کند.

-  کیف ‌پول: کیف پولی مجازی با اعتبارنامه‌هایی برای دسترسی، مصرف و انتقال سرمایه‌ی کریپتو است.

-  امضای دیجیتال: فرایندی رمزنگاری‌ شده است که بر کلیدهای نامتقارن (یعنی یک کلید خصوصی و یک کلید عمومی) مبتنی است و به همراه کارکرد هش، می‌تواند مدرکی ایمن فراهم کند حاکی از این که یک تراکنش بر روی بلاکچین توسط کاربر بر روی یک کیف پول مشخص در یک تراکنش ایجاد شده است.

دسته‌بندی سامانه‌های بلاکچین

به‌طور کلی می‌توان سامانه‌های بلاکچین رایج را به سه زیرشاخه تقسیم کرد: بلاکچین‌ عمومی، بلاکچین خصوصی و کنسرسیوم بلاکچین.

- بلاکچین عمومی: به عنوان بلاکچین بی‌مجوز نیز شناخته می‌شود؛ زیرا در آن هیچ محدودیتی برای مشارکت وجود ندارد. هر کاربر آزاد است که به این پلتفرم بپیوندد و تراکنش‌هایی را بر روی بلاکچین انجام دهد. در این نوع بلاکچین از طریق مکانیسم‌هایی مانند استخراج و گواه انجام کار یک وفاق غیرمتمرکز حاصل شده است.

- بلاکچین خصوصی: همچنین تحت عنوان بلاکچین مجوزدار شناخته می‌شود؛ زیرا دسترسی به شبکه توسط اعضایی از یک سازمان کنترل می‌شود و فعالیت کاربر دارای محدودیت‌هایی است. معمولا در این نوع بلاکچین‌ها عضویت از طریق دعوت‌نامه صورت می‌گیرد و فرایندهایی چون تائید مقررات و حقوق مشتری در آن انجام می‌شود. یک تفاوت بلاکچین عمومی و خصوصی در میزان غیرمتمرکز بودن آنهاست (بلاکچین خصوصی متمرکزتر است). تفاوت دیگر آنها در میزان ناشناس بودن آنهاست. در بلاکچین عمومی بر خلاف بلاکچین خصوصی ناشناس بودن کاربر کاملا تضمین می‌شود.

- کنسرسیوم بلاکچین: پلتفرمی هیبردی یا دوگانه است و ترکیبی از بلاکچین خصوصی و عمومی است. در این نوع بلاکچین فی‌الواقع نه یک سازمان خاص (مانند بلاکچین خصوصی) بلکه کنسرسیومی از گره‌ها مسئول تائید تراکنش‌های بلوک هستند. این گره‌ها تعیین می‌کنند که چه کسی می‌تواند بخشی از شبکه باشد و چه کسی می‌تواند فعالیت‌های استخراج انجام دهد. مهم‌تر از هر چیز دیگر در این نوع بلاکچین تراکنش‌های یک بلوک تنها از طریق کنسرسیومی از گره‌ها می‌تواند تائید شود.

با وجود این که بلاکچین خصوصی و کنسرسیوم بلاکچین نیز وجود دارد، اما تحلیل‌های ما صرفا بر روی بلاکچین عمومی متمرکز شده است؛ زیرا که این دسته به عنوان اکثریت قریب به اتفاق بلاکچین‌های موجود شناخته می‌شود. معروف‌ترین این نوع از بلاکچین‌های عمومی، بیتکوین است. افزون بر این، ایده‌ی اصلی ساتوشی ناکاموتو مبنی بر یک بلاکچین اشتراکی، باز و غیرمتمرکز فی الواقع تنها در این نوع بلاکچین وجود دارد.

نحوه‌ی عملکرد بلاکچین

بلاکچین به سادگی یک پایگاه داده‌ی توزیع‌شده و اشتراکی است که «اطلاعاتی را که در بلوک‌ها رد و بدل می‌شود، ضبط می‌کند و این اطلاعات از طریق فرایند رمزنگارانه در یک زنجیره‌ی همواره در حال گسترش به یکدیگر مرتبط می‌شوند». اسم بلاکچین اشاره به همین زنجیره‌ی بلوکی دارد .

برای اجرای هر تراکنشی بر روی بلاکچین، کاربران باید یک کیف پول دیجیتال داشته باشند که قابل قیاس با یک حساب بانکی است. این کیف پول دیجیتال تنها از طریق فرایندی رمزنگاری قابل دسترسی است و این دسترسی بر اساس کلیدهای نامتقارن شکل می‌گیرد: یک کلید خصوصی (کلیدی که برای هر کاربر شخصی است و مانند یک رمزعبور مخفی نگه داشته می‌شود) و یک کلید عمومی که با همه‌ی کاربران دیگر به اشتراک گذاشته می‌شود. برای انجام یک تراکنش خریدار (یعنی دارنده آتی سرمایه کریپتو) کلید عمومی خود را به فروشنده (یعنی دارنده‌ی آغازین سرمایه‌ی کریپتویی که قرار است منتقل شود) ارسال می‌کند. کلیدهای خصوصی مخفی باقی می‌ماند و برای امضای دیجیتالی تراکنش‌ها استفاده می‌شود.

در نظر گرفتن این نکته اهمیت بنیادی دارد که در حالی که چارچوب سنتی شبکه‌ی جهانی وب از یک شبکه‌ی مشتری-سرور محور استفاده می‌کند که در آن تمام اطلاعات مورد نیاز در یک مکان نگهداری می‌شود (و این‌گونه می‌تواند مرتب به‌روزرسانی شود و توسط مدیر یا ادمین نظارت شود)، فناوری بلاکچین برپایه‌ی شبکه‌ی نظیر به نظیر (peer-to-peer) p2p عمل می‌کند. در این نوع شبکه، هر گره (یعنی هر مشارکت‌کننده در بلاکچین) در رایانه‌ی خود رونوشتی از همه‌ی تراکنش‌ها نگهداری می‌کند  و همه‌ی رایانه‌ها به‌طور مرتب همگام‌‎سازی می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که همه‌ی گره‌ها پایگاه‌ داده‌ی مشترکی دارند. از آنجا که پایگاه داده می‌تواند به شکل کامل بازسازی شود، حتی اگر یک رایانه یا بیشتر نتواند وظیفه‌ی خود را انجام دهد، باید گفت این مکانیسم میزان بی‌نظیری از تاب‌آوری را عرضه می‌کند. از این ‌رو بلاکچین یک دفترکل و سازوکار رمزگذاری‌شده است که همه‌ی چنین تراکنش‌هایی را دربر می‌گیرد و به‌طور مداوم این بلاکچین به وسیله گره‌ها به مجموعه داده‌های کوچک‌تر به نام بلوک‌ها تبدیل و منظم می‌شود. هر بلوک حاوی اطلاعاتی پیرامون تعدادی تراکنش، ارجاعی به بلوک پیشین و پاسخی به یک مساله‌ی ریاضی است. این مساله‌ی ریاضی برای تائید و معتبر دانستن اطلاعاتی که در بلوک گنجانده شده است، استفاده می‌شود.

همانطور که پیش از این ذکر شد، در پلتفرم‌های بلاکچین هیچ قدرت مرکزی که جریان مالی را تائید و یا ردگیری کند، وجود ندارد. فقدان یک نهاد مرکزی ممکن است به شکل زیادی خطر کلاهبرداری را افزایش دهد. همچنین ممکن است مشکل «پرداخت مجدد هزینه» اتفاق بیفتد که در آن توکن‌های دیجیتال یکسانی بیش از یک بار هزینه می‌شوند. برای اجتناب از کلاهبرداری مالی، بلاکچین بر یک مکانیسم وفاق‌محور مبتنی است؛ تراکنش تا زمانی که تائید شود و در یک بلوک در طی فرایندی به نام «استخراج» تائید و گنجانده شود، به جزئی از بلاکچین تبدیل نمی‌شود .

رایج‌ترین مکانیسیمی که در فرایند استخراج استفاده می‌شود «گواه تحقق کار» (PoW) است که در آن استخراج‌کننده‌‎ها معماهای ریاضی پیچیده را حل می‌کنند تا تراکنش‌هایشان تایید شود و برای صداقت در فرایند کارشان پاداش دریافت می‌کنند (معمولا از طریق کارمزدی از تراکنش‌ها و یا با ساخته شدن سکه‌های جدید). هنگامی که یک تراکنش تائید شود، به ‌طور دائمی به بلاکچین اضافه می‌شود و هیچ ‌کس بر روی شبکه نمی‌تواند آن را حذف کند و یا تغییر دهد.