كيف يتم قفل كتلة من البيانات على البلوك تشين؟

تقنية البلوك تشين أحدثت ثورة في طريقة تخزين البيانات وتأمينها، لا سيما في صناعات مثل التمويل وإدارة سلسلة التوريد والهويات الرقمية. أحد الجوانب الرئيسية التي تجعل البلوك تشين آمنة هي عملية قفل البيانات في "كتل" وضمان بقائها غير قابلة للتغيير ومقاومة للتلاعب. ولكن كيف يتم قفل كتلة من البيانات على سلسلة الكتل بالضبط؟ دعونا نستكشف الخطوات التي ينطوي عليها قفل كتلة من البيانات ولماذا تُعد هذه العملية ضرورية لأمن وسلامة نظام سلسلة الكتل بأكمله.

1. جمع البيانات وتشكيل الكتلة

سلسلة الكتل هي في الأساس عبارة عن دفتر أستاذ موزع يتكون من سلسلة من الكتل، يحتوي كل منها على مجموعة من سجلات المعاملات أو البيانات. عندما يحدث عدد معين من المعاملات، يتم تجميعها معًا لتكوين كتلة جديدة. لا تحتوي هذه الكتلة على تفاصيل المعاملة فحسب، بل تحتوي أيضًا على بيانات وصفية مثل الطابع الزمني ومرجع إلى الكتلة السابقة.

تحتوي كل كتلة عادةً على:

• بيانات المعاملات: المعلومات المتعلقة بالتحويلات أو التغييرات في حالة سلسلة الكتل.
• تجزئة الكتلة السابقة: معرّف فريد للكتلة السابقة، مما يؤدي إلى إنشاء سلسلة من الكتل.
• نونس: رقم عشوائي يستخدم لوظائف التشفير.

2. التحقق من المعاملات

بمجرد تكوين الكتلة، يجب التحقق من معاملاتها. وهنا يأتي دور آلية الإجماع في سلسلة الكتل. تتضمن طرق الإجماع الشائعة ما يلي إثبات العمل (PoW), إثبات الحصة (PoS)وغيرها. تضمن هذه الآليات موافقة جميع المشاركين (العقد) على أن المعاملات في الكتلة صالحة.

على سبيل المثال، في نموذج PoW الخاص بالبيتكوين، يقوم المُعدِّنون بحل ألغاز رياضية معقدة، وأول من يحلها يحصل على الحق في إضافة الكتلة إلى السلسلة. عملية التحقق من هذه الألغاز وحلها جزء لا يتجزأ من الحفاظ على سلامة الشبكة.

3. التجزئة والتشفير

بمجرد التحقق من المعاملات، يتم إعطاء الكتلة بصمة فريدة من نوعها, المعروفة باسم التجزئة. التجزئة هي عملية تحويل بيانات الكتلة إلى سلسلة ثابتة الطول من الأحرف، وعادةً ما يتم ذلك من خلال خوارزمية تشفير مثل SHA-256.

يلعب تجزئة الكتلة دورًا حاسمًا في تأمين الكتلة:

• تحتوي كل كتلة على تجزئة الكتلة السابقة، وتربطها معًا.
• إن تغيير حتى جزء واحد من البيانات داخل الكتلة من شأنه أن يغير تجزئتها، مما يجعل الكتلة غير قابلة للتعرف عليها من قبل الشبكة.

4. التعدين والنونسي

في سياق سلاسل بلوكشين PoW، بعد تجزئة الكتلة, سباق عمال المناجم لإيجاد قيمة خاصة تسمى النونسي. و nonce هو رقم عشوائي ينتج عنه عند دمجه مع بيانات الكتلة تجزئة تلبي هدف صعوبة الشبكة (أي أن التجزئة يجب أن تبدأ بعدد معين من الأصفار).

إن العثور على رمز nonce الصحيح مكلف حسابيًا ويستغرق وقتًا طويلاً، ولكن بمجرد العثور عليه، يتم اعتبار الكتلة مغلق. يضمن عدم الصك أن يصبح التلاعب بالكتلة صعبًا للغاية لأن تغيير أي بيانات في الكتلة سيتطلب إعادة حل اللغز لتلك الكتلة وكل كتلة لاحقة.

5. إضافة الكتلة إلى البلوك تشين

بمجرد العثور على nonce الصحيح، يتم بث الكتلة إلى الشبكة بأكملها. تقوم العُقد الأخرى بالتحقق من الحل للتأكد من أن التجزئة والرقم السري يستوفيان مستوى الصعوبة المطلوب. إذا اجتازت الكتلة عملية التحقق، تتم إضافتها إلى سلسلة الكتل، لتصبح جزءًا من دفتر الأستاذ الدائم.

من هذه النقطة فصاعدًا، فإن أي محاولة لتعديل البيانات في الكتلة ستؤدي إلى كسر السلسلة، حيث لن تتماشى التجزئة مع الكتل اللاحقة. وهذا يجعل سلسلة الكتل غير قابلة للتغيير.

6. النهاية والأمان

بمجرد قفل كتلة ما وإضافتها إلى سلسلة الكتل، يكاد يكون من المستحيل تغيير أو عكس البيانات التي تحتوي عليها. والسبب في ذلك هو أن تغيير محتويات الكتلة سيتطلب إعادة تعدين الكتلة وجميع الكتل اللاحقة، وهي عملية تصبح أصعب بشكل كبير كلما تمت إضافة المزيد من الكتل.

في سلاسل بلوكشين إثبات العمل مثل البيتكوين، كلما زاد عدد التأكيدات (الكتل) التي تتبع كتلة معينة، أصبحت تلك الكتلة أكثر أمانًا. في أنظمة PoS, يقوم المدققون بتأمين الكتلة من خلال حصتها، مما يجعلها مكلفة للمساس بسلامة سلسلة الكتل.

ما أهمية القفل؟

يضمن تأمين كتلة من خلال الإجماع والتجزئة والتعدين:

• تكامل البيانات: بمجرد قفل الكتلة، لا يمكن العبث ببياناتها، مما يضمن الثقة والشفافية.
• الأمن: إن الطبيعة المشفرة لسلسلة الكتل تجعلها مقاومة للاحتيال والقرصنة.
• اللامركزية: لا يوجد كيان واحد يتحكم في العملية، مما يجعل النظام عادلاً ومرنًا في مواجهة الهجمات.

الخاتمة

يتضمن تأمين كتلة من البيانات على سلسلة الكتل مزيجًا من تقنيات التشفير وآليات الإجماع والعمل الحسابي. تضمن هذه العملية بقاء سلسلة الكتل آمنة ولا مركزية وغير قابلة للتغيير. توفير إطار عمل قوي لسلامة البيانات والثقة في عالم رقمي متزايد. إن فهم كيفية تأمين الكتلة أمر ضروري لتقدير الابتكار الكامن وراء تقنية سلسلة الكتل.