قبل از اینکه درباره بلاک و هدر بلاک صحبت کنیم بهتر است کمی بلاک چین (blockchain) را بهتر بشناسیم. و اطلاعات ساده ای درباره آن به شما بدهیم. بلاک چین یک فناوری جدید است، که امکان توزیع اطلاعات دیجیتال بدون امکان کپی آنها توسط دیگران را فراهم می کند. وی می توان گفت نوعی سیستم ثبت اطلاعات بدون امکان تغییر و کپی است. در بلاک چین امکان ثبت اطلاعات مربوط به دارایی ها مانند بیت کوین وجود دارد. در کل بلاک چین توانسته به فضای مجازی کاربردهای بیشتری ببخشد.
می توان گفت بلاک چین نوع جدیدی از فضای مجازی و شبکه اینترنت به شمار می آید. زیرا اطلاعات در آن مانند بلوک های منظم، طبقه بندی شده اند. ویژگی خاص بلاک چین این است که اطلاعات در آن برای کسی قابل دسترسی نیست. برعکس شبکه اینترنت که همه اطلاعات در سرور اصلی به صورت متمرکز ذخیره شده است. بنابراین در بلاک چین امکان ردیابی افراد برای هیچ نهاد یا فردی امکان پذیر نمی باشد. تاریخچه تراکنش های بلاک چین در شبکه همتا به همتا که متشکل از کامپیوترهای شخصی است، که از سیستم بلاک چین بهره می گیرند، ذخیره می شود. ضمن اینکه هیچ شخص خاصی یا نهاد یا دولت صاحب این کامپیوترها نمی باشد.
بلاک چین ظرفیت بالایی دارد، که می تواند حتی بر روی فضای آموزشی چتر حمایتی خود را پهن کرده و در حوزه های مختلف به کمک مردم بیاید. بلاک چین کمک کرده تا دیگر هزینه ای بابت نقل و انتقالات پول پرداخت نشود و به عقیده عده ای وقت از میان برداشتن ویزا کارت و مستر کارت فرا رسیده است. بنابراین می توان گفت بلاک چین یک دفتر کل غیر متمرکز است. که همه تراکنش هایی را که در یک شبکه روی می دهد، را تایید و ثبت می کند. بنابراین با ورود یک تراکنش به بلاک چین، ابتدا این تراکنش توسط شبکه تایید می شود و غیر قابل برگشت نیز می باشد.
بلاک چین اتصال زنجیره بلاک هایی است، که رمز نگاری شده و تاریخچه تراکنش ها، در آن غیر قابل تغییر است. البته به نظر می رسد یک پایگاه امن برای داده ها باشد. ویژگی دیگر آن این است، که هر تراکنش دارای امضای دیجیتالی بوده و هر بلاک به بلاک قبلی متصل است. با قرار دادن مقدار هش قبلی یک بلاک جدید ساخته می شود و آرایه تراکنش ها در سازنده بلاک، ایجاد خواهد شد. کار تراکنش ها در بلاک چین با اجماع در شبکه، صورت می گیرد. فیلدهای بلاک چین که فقط از طریق متدهای getter قابل دسترسی بوده، به صورتی کاملا حفاظت شده در بلاک قرار گرفته است.
اما سوال این است که بلاک چیست؟ از آنجایی که بلاک چین زنجیره ای از بلاک هاست، بنابراین هر بلاک شامل یک زنجیره است. این زنجیره نیز مجموعه ای از تراکنش ها را تشکیل می دهد که به فضای کلی بلاک چین اضافه شده اند. بلاک ها می توانند یک زنجیره بلوکی را تشکیل دهند. که در آنها داده ها ثبت و ذخیره شده است. این داده ها می توانند قراردادها، تراکنش ها، استاد و یا هر اطلاعات دیگری باشد. که البته غیر قابل تغییر و پاک کردن است. این ثبت و ضبط شدن اطلاعات بدون وجود سازمان، دولت یا فردی به عنوان مدیر انجام می شود. و نمی توان با تخریب یک نقطه داده ها را از بین برد.
بلاک ها توسط ماینرها ایجاد می شوند. به این شکل که با انجام یک تراکنش بیت کوین، این تراکنش که توسط کاربر انجام شده است، مستقیم به فضای بلاک چین اضافه نخواهد شد و در استخر تراکنش ها باقی می ماند. در ضمن ماینینگ یا همان استخراجی که انجام می شود، نیز یک فرآیند محسوب می شود. با کمک نرم افزارهای مخصوص ماینینگ به بلاک چین متصل می شوید، که طی آن تراکنش های ارزهای دیجیتال تأیید شده و به بلاک چین افزوده خواهد شد. با انجام ماینینگ است که کوین های جدیدی تولید شده و به موجودی گردش ارز دیجیتال اضافه می گردد.
ماینرها یک وظیفه مهم دارند و آن وظیفه این است که تراکنش ها را از استخرهای تراکنش جمع کنند، سپس به بلاک کاندید، اضافه کرده و این بلاک را به بلاک چین بیافزایند. همچنین ماینرها می توانند به هر بلاک کاندید یک هدر بلاک بدهند. همانگونه که اشاره شد بلاک چین زنجیره ای از بلاک ها می باشد. هر یک از این بلاک ها یک صفحه از دفتر کل بلاک چین هستند که دارای چند مولفه می باشند. هر کدام از این بلاک ها توسط هدر بلاک (Block Header) و بدنه از یکدیگر جدا می شوند. هر هدر بلاک نیز به شش قسمت شامل شماره نسخه نرم افزار، هش بلاک قبلی، هش ریشه، درخت مرکل، برچسب زمانی، تارگت، سختی شبکه نانس است.
کاربر می تواند به هر بلاک کاندید یک هدر بلاک (Block Header) را بدهد، این هدر بلاک مجموعه ای از متا داده هایی درباره بلاک می باشد. کاربرد این متاداده ها این است که ماینر ها با کمک آنها زمانیکه می خواهند یک بلاک را به بلاک چین اضافه نمایند، از آن بهره می گیرند. اما متا داده همان داده ای می باشد که داده دیگر را توضیح داده و به عنوان یک برچسب حاوی اطلاعات مفید ارزیابی می شود. متا داده شامل جواب سوالاتی درباره داده می باشد، که کمکی برای فهم ویژگی های آن است. از جمله این سوالات این است که داده ها از چه منابعی تأمین شده و چه تبدیل هایی روی آنها انجام شده است.
همانگونه که گفتیم هدر بلاک خود دارای شش بخش است. که یکی از آنها شماره نسخه یا (Version) است. شماره نسخه می تواند ساختار داده درون بلاک را توضیح داده تا به کامپیوتر کمک کند تا محتوای هر بلاک را بتواند به طور درست بخواند. هر چند در اکثر موارد شماره نسخه زیاد مهم نیست و ماینر با یک شماره نسخه خاص نیز می تواند پشتیبانی از پروتکل را داشته باشد. هش بلاک قبلی (Last Block) که به بلاک آخر نیز معروف است. به ارتباط بین بلاک ها کمک می کند، زیرا هش بلاک قبلی در بلاک جدید نیز موجود می باشد. بنابراین Last Block می توان گفت شماره ای تعیین کننده برای بلاک قبلی است.
قسمت دیگر هدر بلاک ریشه درخت مرکل (Merkle Root) گفته می شود. که مهم ترین بخش از بلاک هدر به حساب می آید. ریشه درخت مرکل همان هش ریشه است. به این معنی که تمام معاملاتی را که در یک بلاک موجود است، در هش بلاک جدید قرار دارد. ضمن اینکه تمام تراکنش های درون بلاک با یکدیگر هش می شوند، تا بتوانند یک خط متن را ایجاد نمایند. برچسب زمانی یا (Time) نیز نشان دهنده زمان ایجاد بلاک است. بخش بعدی تارگت (Target) سختی شبکه گفته می شود و نشان می دهد هش برای تایید تا چه اندازه باید کوچک باشد. زیرا هر هش باید چند بیت باشد. ضمن آنکه تارگت مقداری به حساب می آید که ماینرها با آن کار می کنند.
نانس (Nonce) نیز شامل عددی است که استخراج کنندگان بیت کوین به منظور حل رمز نگاری بلاک ها باید پیدا نمایند. زیرا کاربران استخرهای ماینینگ در واقع بلاک هدر را هش نمی کنند، بلکه با استفاده از اعداد اضافی این کار را انجام خواهند داد. این عدد همان نانس و یک بخش ساختگی محسوب می شود. بدنه بلاک که شامل تمام تراکنش های تأیید شده است. به این معنی که وقتی یک بلک ساخته می شود در واقع تراکنش تأیید می گردد. اما برای افطودن بلاک باید داده موجود در بلاک هدر هش شود. مقدار آن نیز با سختی شبکه است که مورد محاسبه قرار می گیرد.
و اما درخت مرکل که نامش از رالف مرکل یک ریاضی دان مشهور و متبحر گرفته شده است. با کمک ساختار جالبی که درحت مرکل دارد می توان دیتاهای مورد نظر را با کارآمدی مناسب به وجود آورد. البته این کار بدون نیاز به چک کردن همه هش ها امکان پذیر خواهد بود. اما درخت مرکل دارای یک مزیت مهم است و آن این می باشد که می توان با مکانیزم خاص هش گیری مجموعه ای دیتا در اندازه ی دلخواه مشخص نمایید و اما ویژگی برجسته درخت مرکل این است که ست های بزرگی از دیتا را به بخش های کوچکی تقسیم کرد. در نتیجه با وجود یک دیتای بزرگ چک کردن کل آن آسان تر می شود.
وقتی که نانس به عنوان یک عدد رمز نگاری شده در بلاک پیدا شد و کاربر آن مساله را حل کرد تمام تراکنش هایی که در این بلاک وجود دارد به بلاک چین اضافه خواهد شد. ماینر ها نیز در استخر استخراج وکار خود باز می گردند تا بر روی بلاک بعدی تمرکز نمایند. این ماینرها هستند که از هش بلاک موفق در بلاک هدر بعدی باید استفاده نمایند. تا برای استفاده کردن در بلاک جدید تراکنش ها به بلاک چین متصل شود و این رقابت ایجاد تراکنش در بلاک چین همچنان ادامه دارد. البته خالی از لطف نیست که بدانید ماینرهای یک استخر پس از اتصال تراکنش یا ثبت آن در بلاک چین بیت کوین به عنوان پاداش زحماتشان دریافت می کنند.
