نام کتاب: مبانی پایه زنجیره بلوکی و رمز ارزها
گروه نویسندگان(تحت نظر) : حسین نظام آبادی پور
شابک: 0-135-201-600-978
نوبت چاپ: اول
سال انتشار: 1402
عنوان | صفحه |
فهرست مطالب
(محدثه رضایی، حسین نظامآبادیپور)
1-2 بیتکوین و حذف واسطهها 20
1-4 اقتصاد مبتنی بر زنجیره بلوکی.. 22
1-4-5 مدیریت زنجیره تأمین.. 25
1-4-8 خیریهها و سازمانهای نیکوکاری 26
1-5 فراجهان و زنجیره بلوکی.. 27
1-5-1 توکنهای غیرقابل تعویض(NFT) 28
فصل 2: پول، پول دیجیتال و نحوه کارکرد آن در جوامع کنونی 31
(محدثه رضایی، حسین نظامآبادیپور)
2-2-6 کارتهای اعتباری و کارتهای بدهی 39
2-2-8 ارزهای مجازی یا رمزارزها 40
2-3 نظام پولی و مالی جهان.. 41
2-3-3 استاندارد نرخ برابری طلا.. 43
2-3-4 رژیم نرخ برابری انعطاف پذیر 43
فصل 3: زنجیره بلوکی به زبان ساده. 51
(محدثه رضایی، حسین نظامآبادیپور)
3-2-3 مزایای نامتمرکز بودن.. 54
3-2-4 ایجاد یک آینده نامتمرکز 54
3-5 فناوری زنجیره بلوکی چیست؟ 56
3-5-1 ساختار زنجیره بلوکی.. 56
3-5-2 تاریخچه زنجیره بلوکی.. 57
3-5-4 حذف واسطهها در زنجیره بلوکی 63
3-5-6 اعتبار بلوکها در زنجیره بلوکی 66
3-5-8 مسأله ژنرالهای بیزانسی.. 68
3-5-9 انواع گره در شبکه زنجیره بلوکی 70
3-8 مزایا و معایب زنجیره بلوکی.. 76
فصل چهارم: رمزنگاری و چکیده پیام.. 81
(محمد گنجعلیخان حاکمی، محمد جواد رستمی)
4-2-1 تولید سریع مقادیر چکیده برای هر نوع داده ورودی 82
4-2-5 مقاوم بودن در برابر تصادم 83
4-3 الگوریتمهای محاسبه چکیده پیام 84
4-3-1 الگوریتم چکیدهساز MD5. 85
4-3-2 الگوریتم چکیدهساز SHA-256. 86
4-4 الگوهای چکیدهسازی دادهها 90
4-5-2 تشخیص تغییرات در دادهها 96
4-5-3 ارجاع به دادهها به شیوهی حساس به تغییر 96
4-5-4 ذخیرهسازی دادهها به شیوهی حساس به تغییر 97
4-5-5 ایجاد محاسبات وقتگیر 100
4-6-1 ایده اصلی رمزنگاری.. 102
4-6-5 کاربردهای رمزنگاری نامتقارن 118
4-6-6 رمزنگاری نامتقارن در زنجیره بلوکی 120
4-6-8 امضای دیجیتال در زنجیره بلوکی 125
فصل پنجم: شبکه و پایگاه داده در زنجیره بلوکی 129
(فرشاد داوری، محمد جواد رستمی)
5-2-3 معماری شبکههای کارخواه/کارساز 142
5-2-5 معرفی بهترین زبانها و چارچوبها برای توسعهی زنجیره بلوکی 153
5-3-3 اصطلاحات پرکاربرد در پایگاه داده 159
5-3-4 زبانهای برنامهسازی پایگاه داده 161
5-3-5 معرفی بهترین و پرکاربردترین پایگاههای داده 162
5-3-6 فناوری دفاتر کل توزیع شده و سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) 163
5-3-7 چه زمانی زنجیره بلوکی را به جای DBMS انتخاب کنیم ؟ 166
5-3-8 زنجیره بلوکی و نگهداری پایگاه داده 167
5-3-9 سیستم پایگاه داده، فناوری دفاتر کل توزیع شده و اثباتپذیری عمومی 168
5-3-10 سیستمهای پایگاه داده توزیع شده در مقیاس بزرگ و زنجیره بلوکی 169
5-3-11 دسترسی عمومی و اعتماد در زنجیره بلوکی 170
5-3-12 وجه تمایز زنجیره بلوکی با روشهای ذخیرهسازی داده توزیع شده 170
5-3-13ذخیرهسازی داده در زنجیره بلوکی 170
(مهرزاد میرزاصادقی، حسین نظامآبادیپور)
6-1-1 ارزهای دیجیتال قبل از بیتکوین 189
6-2 نحوه عملکرد بیتکوین.. 192
6-2-1 مروری بر نحوه عملکرد بیتکوین 193
6-2-2 تراکنشهای بیتکوین.. 193
6-2-3 حالتهای رایج تراکنشها 195
6-2-5 عملیات استخراج بیتکوین در بلوکها 198
6-2-6 کلیدها، آدرسها و کیف پولها 199
6-2-7 رمزنگاری کلید عمومی و ارزهای رمزنگاری شده 200
6-2-8 کلیدهای خصوصی و عمومی 201
6-3 مروری بر مقاله بیتکوین.. 204
6-3-7 تایید پرداختهای سادهسازی شده 215
6-3-8 ترکیب و تقسیم ارزش در شبکه 216
6-4 ظهور بیتکوین در دنیای واقعی.. 219
6-5 شبکه لایتنینگ و پرداختهای خرد 222
6-5-2 مشکلات پرداختهای خرد 223
6-5-3 راهحلهای رفع مشکلات پرداختهای خرد 224
6-5-4 استفاده از قرارداد هوشمند در پرداختهای خرد 224
(مهرزاد میرزاصادقی، حسین نظامآبادیپور)
7-3-1 اقتصاد بیتکوین و ایجاد رمزارز 234
7-3-2 تایید مستقل تراکنشها 238
7-3-4 تجمیع تراکنشها در بلوکها 240
7-3-5 سابقه تراکنشها، کارمزدها و اولویتها 241
7-4-2 پاداش برپایه بیتکوین و کارمزدها 249
7-4-3 ساختار تراکنش تولیدی.. 251
7-4-4 دادههای برپایه سکه. 252
7-4-9 هدف سختی و هدف گذاری مجدد 258
7-4-10 استخراج موفق یک بلوک 259
7-4-11 اعتبارسنجی یک بلوک جدید 259
7-4-12 جمعآوری و انتخاب زنجیرهای از بلوکها 260
7-4-13 انشعابهای زنجیره بلوکی 262
7-5-1 انواع روشهای استخراج. 269
7-5-2 سختافزارهای استخراج 273
7-5-3 نرمافزارهای استخراج. 276
(مهرزاد میرزاصادقی، محبوبه شجاعی، فخرالسادات روحانی، حسین نظامآبادیپور)
8-2 چگونگی ایجاد یک رمزارز 284
8-3 بررسی ساختار و چگونگی ایجاد رمزارز مونرو (مروری بر مقاله سفید مونرو) 284
8-3-1 اشکالات بیتکوین و برخی راهحلهای ممکن 285
8-3-3 تراکنش غیرقابل ردیابی.. 287
8-3-5 مزایای بیشتر (پارامترهای قابل تنظیم) 290
8-4 بررسی ساختار و چگونگی ایجاد رمزارز BTS: مروری بر مقاله سفید 291
8-4-4 صدور و عرضه اسمارت کوین تضمین شده 294
8-4-5 صرافی غیرمتمرکز (DEX) 294
8-5 بررسی ساختار و چگونگی ایجاد رمزارز BTG: مروری بر مقاله سفید Bitcoin Gold 297
8-5-5 اقدامات اجتماعی آینده 303
8-5-6 نحوه خرید ارز دیجیتال بیتکوین گلد 304
(مهرزاد میرزاصادقی، حسین نظامآبادیپور)
9-2 کیف پول دیجیتال چیست و عملکرد آن چگونه است؟ 307
9-2-1 انواع دسترسی به زنجیره بلوکی 308
9-2-2 رمزنگاری با کلید متقارن و نامتقارن 308
9-3 نقش کلیدها در کیف پول دیجیتال 312
9-5 انواع کیف پولهای دیجیتال.. 314
9-5-2 کیف پول نرمافزاری.. 316
پیشگفتار
ﺟﻬﺎن از گذشته ﺗﺎﮐﻨﻮن چهار اﻧﻘﻼب ﺻﻨﻌﺘﯽ را ﺷﺎﻫﺪ ﺑﻮده اﺳﺖ. ﻧﺨﺴﺘﯿﻦ اﻧﻘﻼب، در ﺳﺎل 1784 روي داد؛ زﻣﺎﻧﯽ ﮐﻪ ﺑﺸﺮ ﺗﻮاﻧﺴﺖ ﻧﯿﺮوي ﻣﮑﺎﻧﯿﮑﯽ را رام ﺳﺎزد و ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻧﻈﺎموار از ﺟﺎﻧﻮران دوري ﺟﻮﯾﺪ. ساخت خطوط راه آهن و خاصه ﺗﻮﺳﻌﮥ ﻣﺎﺷﯿﻦ ﺑﺨﺎر، ﻧﻘﺸﯽ اﺳﺎﺳﯽ در اﯾﻦ اﻧﻘﻼب اﯾﻔﺎء ﻧﻤﻮد. دوﻣﯿﻦ اﻧﻘﻼب، در اواﺧﺮ ﻗﺮن ﻧﻮزدﻫﻢ و اواﯾﻞ ﻗﺮن ﺑﯿﺴﺘﻢ، ﺑﺎ ﻇﻬﻮر اﺷﮑﺎل ﻧﻮﯾﻨﯽ از ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﺤﺼﻮﻻت ﺻﻨﻌﺘﯽ، اﻣﮑﺎن ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺗﻮدهاي ﺑﺎ ﺗﺮوﯾﺞ و توسعه اﻟﮑﺘﺮﯾﺴﯿﺘﻪ و ﺧﻄﻮط ﺳﻮار ﮐﺮدن ﻣﺎﺷﯿﻨﯽ ﻣﻮﻧﺘﺎژ، ﺧﻮد را ﻧﺸﺎن داد. ﺳﺎﻣﺎﻧﻪﻫﺎي دﯾﺠﯿﺘﺎﻟﯽ، ارﺗﺒﺎﻃﺎت ﻣﺪرن و ﺗﻮسعه راﯾﺎﻧﻪﻫﺎي ﻣﺪرن، ﻃﻠﯿﻌﻪدار اﻧﻘﻼب ﺻﻨﻌﺘﯽ ﺳﻮم ﺑﻮدﻧﺪ ﮐﻪ ﺑﺮاي بشریت ﻣﺤﺼﻮﻻﺗﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺗﻠﻔﻦﻫﺎي ﻫﻮﺷﻤﻨﺪ و رﺳﺎﻧﻪﻫﺎي اﺟﺘﻤﺎﻋﯽ را ﺑﻪ ارﻣﻐﺎن آوردﻧﺪ. اﯾﻦ اﻧﻘﻼب ﻣﻌﻤﻮﻻ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان اﻧﻘﻼب راﯾﺎﻧﻪاي ﯾﺎ دﯾﺠﯿﺘﺎﻟﯽ ﻧﺎﻣﯿﺪه ﻣﯽﺷﻮد زﯾﺮا ﺑﺎ توسعه ﻧﯿﻤﻪرﺳﺎﻧﺎها، ﺳﺎﺧﺖ راﯾﺎﻧﻪﻫﺎي ﺑﺎ ﭘﺮدازﻧﺪه ﻣﺮﮐﺰي (در دﻫﮥ 1960)، راﯾﺎﻧﻪﻫﺎي ﺷﺨﺼﯽ (دﻫﻪﻫﺎي 1970 و 1980) و اﯾﻨﺘﺮﻧﺖ (1990)، ﺗﺴﺮﯾﻊ ﮔﺮدﯾﺪ.
اﻧﻘﻼب ﺻﻨﻌﺘﯽ ﭼﻬﺎرم را ﻣﯽﺗﻮان ﺑﺎ ﮔﺴﺘﺮهاي از ﻓﻨﺎوريﻫﺎي ﻧﻮﯾﻦ ﺗﻌﺮﯾﻒ کرد. اﯾﻦ اﻧﻘﻼب، ﺟﻬﺎنﻫﺎي ﻓﯿﺰﯾﮑﯽ، دﯾﺠﯿﺘﺎﻟﯽ و زﯾﺴﺘﯽ را ﺑﻪ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ترکیب کرده و ﺑﺮ همه زمینهها از جمله اﻗﺘﺼﺎد و ﺻﻨﺎﯾﻊ، اﺛﺮگذار بوده است و به همین علت به شکل بنیادین با سه انقلاب دیگر متفاوت میباشد. ﭘﺎیه اﻧﻘﻼب ﺻﻨﻌﺘﯽ ﭼﻬﺎرم، اﻧﻘﻼب دﯾﺠﯿﺘﺎﻟﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ بر اﺳﺎس آن، ﺷﯿﻮهﻫﺎي ﻧﻮﯾﻨﯽ ﺗﺪوﯾﻦ ﮔﺮدﯾﺪه ﮐﻪ ﻓﻨﺎوريﻫﺎ ﻣﯽﺗﻮاﻧﻨﺪ در ﺟﻮاﻣﻊ ﻧﻔﻮذ ﯾﺎﻓﺘﻪ، ﻻﻧﻪ ﮔﺰﯾﺪه و ﺣﺘﯽ در ﺑﺪن اﻧﺴﺎن، ﮐﺎﺷﺘﻪ ﺷﻮﻧﺪ. به تعبیری دیگر انقلاب چهارم صنعتی، تحول دیجیتال خوانده میشود که پیشرانهای فناوری نظیر کلاندادهها، هوش مصنوعی، روباتیک، اینترنت اشیاء و فناوری زنجیره بلوکی از ارکان آن میباشند.
فناوری زنجیره بلوکی مجموعهای از بلوکهای ساختارمند با قابلیت ثبت اطلاعات است که افراد میتوانند بدون محدودیت به این بلوکها دسترسی پیدا کنند و با امنیت بالا و اطمینان از حفظ محرمانگی، اطلاعات خود را ثبت کنند. در واقع، زنجیره بلوکی امکان تبادل و ارسال سریع و ایمن دادهها و اطلاعات متنی را فراهم میکند. در این فناوری به دلیل شیوه خاص رمزنگاری دادهها، امکان نفوذ به اطلاعات و تغییر آنها به سادگی میسر نیست، چرا که تغییر در هر بلوک به اطلاع تمام بلوکهای دیگر میرسد. اگرچه رمزارزها یکی از مهمترین کاربردهای فناوری زنجیره بلوکی هستند اما دامنه کاربرد و تأثیرگذاری این فناوری بسیارگستردهتر است. حوزههاي فينتك (در امور مالي)، مديريت اراضي، حمل و نقل، سلامت و آموزش از بخشهایی هستند که از این فناوری بهره میبرند. زنجیره بلوکی همچنین پتانسیل زیادی در ایجاد ارزش برای صنایع تولیدی دارد. این فناوری با افزایش رؤیتپذیری در تمام حوزههای تولید از جمله تأمینکنندگان، مدیریت منابع استراتژیک، تدارکات و عملیات (مانند خدمات و نظارت در سطح ماشین) این قابلیت را دارد که مدلهای درآمدی کاملاً جدیدی را در تولید شکل دهد. زنجیره بلوکی امکان تبادلات مالی ایمن را فراهم میکند. این امر خریداران را قادر میسازد، فرایند خرید خود را به صورت یکپارچه انجام دهند و خریداران و فروشندگان را در یک شبکه واحد در کنار هم قرار میدهد. همچنین قابلیت ردیابی تراکنشها میان سازمانها از طریق این فناوری میسر میگردد.
آزمایشگاه پردازش هوشمند داده واقع در بخش مهندسی برق دانشگاه شهید باهنر کرمان، سالها در زمینههای هوش مصنوعی و بینایی ماشین فعالیتهای مثبت و مؤثر علمی داشته است. نتیجه فعالیت سالهای متمادی این آزمایشگاه تربیت بیش از صد دانشجوی کارشناسی ارشد و دکتری و انجام دهها پروژه و طرح تحقیقاتی و صنعتی بوده است. با وجود سابقهی مثبتی که در زمینههای پردازش سیگنال در آزمایشگاه بود در زمستان 96 تصمیم بر این شد که وارد مبحث زنجیره بلوکی و رمزارزها شویم. بررسی مقدماتی که انجام دادیم متوجه شدیم که کار بسیار سخت و دشواری در پیش رو داریم. موضوعات عمومی و شبه علم در این زمینه بسیار داغتر و در دسترستر از علم و دانش بود. همین موضوع، کار را برای ورود به موضوع سخت میکرد.
در آن زمان، تعداد افرادی که در کشور بصورت علمی در این زمینه کار و فعالیت کرده بودند، کم بودند یا اینکه ما نمیتوانستیم در فضای وب به آنها دسترسی پیدا کنیم. در میان گزینههای موجود تنها دو مورد را مؤثر یافتیم. یکی آزمایشگاه بلاکچین دانشگاه صنعتی شریف و دیگری یکی از شرکتهای خصوصی که آقای مهندس زجاجی به عنوان مدیر عامل در آن فعالیت داشتند. برای شروع کار از ظرفیت آقای مهندس زجاجی در کرمان استفاده کردیم و ایشان با صبوری و حوصله مثالزدنی تیم تحقیقاتی آزمایشگاه را راهنمایی کرده و آموزشهای ابتدایی را بیدریغ عنایت کردند.
آرام آرام دانشجویان کار خود را در زمینه زنجیره بلوکی آغاز کردند و با استفاده از منابعی که در وب در دسترس بود، کار پیش رفت. اگرچه کار دشواری بود اما خوشبختانه دانشجویان ما از عهده برآمدند و دانش و مهارت لازم برای تعریف و حل مسائل مربوطه را آموختند. آنچه که در این کتاب نگارش شده است نتیجه تلاش و فعالیت 5 ساله همکاران و دانشجویان ما در آزمایشگاه پردازش هوشمند داده است که برای سهولت در یادگیری سایر علاقهمندانی که به زبان فارسی تکلم میکنند، آن را به رشته تحریر درآوردیم. امید است که این تلاش بتواند به نوآموزان در این زمینه کمک کند که مسیر دشوار ورود به موضوع زنجیره بلوکی و رمزارزها را با سهولت و راهنمایی طی نمایند.
برای نگارش کتاب، اینجانب (حسین نظامآبادیپور) نقش ادیتور را بر عهده گرفتم و از دانشجویان و همکاران با توجه به تخصص و علاقهای که داشتند، درخواست کردم فصل یا فصلهایی از کتاب را نگارش کنند. هر فصل با توجه به مفهوم اساسی که کتاب میبایست در این زمینه منتقل کند، توسط مؤلف(ان) مربوطه تنظیم شد. نوشتهها که به انتها رسید، تصحیح و تکمیل آنها توسط اینجانب انجام شد و کاستیها به مؤلفین اعلام گردید. در مرحله بعدی مؤلفین برای رسیدن به یک متن واحد، بازنگری را آغاز کردند و این روال برای برخی فصول تا چند مرحله ادامه داشت. در نهایت تعداد فصول به عدد 19 رسید که برای یک کتاب بیش از اندازه بود. از این رو با توجه به مطالبی که تهیه شده بود، این مطالب در دو کتاب تهیه و تنظیم شدند که در کتاب مقدماتی به موضوعات زنجیره بلوکی و رمزارزها (متکی بر بیتکوین) و در کتاب پیشرفته به موضوعات قراردادهای هوشمند (متکی بر اتریوم) پرداخته شد. لازم است از همه عزیزانی که دعوت بنده را پذیرفته و در تهیه و تنظیم یک یا چند فصل از این دو کتاب مرا یاری کردند تشکر و قدردانی نمایم. نام مؤلفین در ابتدای هر فصل آمده است.
مخاطبان این کتاب
مطالعه این کتاب میتواند برای افراد زیر مفید باشد:
- دانشجویان، پژوهشگران و اساتید.
- ارکان درگیر در زیستبوم اقتصاد دیجیتال و فناوریهای مرتبط.
- مدیران و کارشناسان سازمانهایی که با دادهها سروکار دارند.
ساختار کتاب
این کتاب در نه فصل تنظیم شده است. نظر به این که تیم ما مراحل یادگیری را به سختی طی کرده است و در تمام مراحل دچار سختی و گرفتاری در درک مفاهیم و الگوریتمها بوده است، مطالب و فصول به نحوی تنظیم شدهاند که برای مخاطب عام قابل فهم باشد.
برای اینکه مطالعه کتاب راحتتر شود و تصویر کلی از مطالب در ذهن خواننده شکل گیرد هدف از هر یک از بخشها و فصلهای کتاب در ادامه بیان میگردد.
در فصل اول، مقدماتی راجع به زنجیره بلوکی و رمزارزها با محوریت بیتکوین بیان شده و همچنین اقتصاد مبتنی بر زنجیره بلوکی و کاربردهای متعدد آن در صنایع مختلف بررسی میشود. در فصل دوم، تاریخچه پول و تبادلات مالی طی چند هزار سال گذشته بررسی شده و در ادامه مسیر تکامل نظام پولی و مالی بینالمللی ترسیم میشود. در فصل سوم، مفاهیم مرتبط با فناوری زنجیره بلوکی و ارکان آن به زبان ساده برایعلاقهمندان بیان میشود.
در ادامه و در فصل چهارم، روشهای مختلف چکیدهسازی دادهها و رمزنگاری اطلاعات بیان شده و کاربرد آنها در فناوری زنجیره بلوکی مورد بررسی قرار میگیرد. در فصل پنجم، مفاهیم مربوط به شبکه و پایگاه داده در زنجیره بلوکی مطرح میشود. فصل ششم در مورد جزئیات ساختار شبکه بیتکوین به عنوان اولین رمزارز معرفی شده در جهان، بحث میشود. فصل هفتم به معرفی فرایند استخراج بیتکوین اختصاص دارد که به عنوان یک بخش مهم در زمینه شکلگیری، گسترش و شناخته شدن یک رمزارز اهمیت دارد. در فصل هشتم، ساختار سه رمزارز مختلف بر اساس مقاله سفید منتشر شده آنها بررسی میشود. در نهایت فصل آخر، کیف پول به عنوان یکی از اساسیترین نیازمندیهای رمزارزها و دریچهای برای ورود به دنیای فناوری زنجیره بلوکی معرفی میشود.
تقدیم
ارزش معنوی این کتاب به ارواح بلند بنیانگذاران دانشگاه شهید باهنر کرمان، مرحوم مهندس علیرضا افضلیپور و همسر گرانقدرش مرحومه فاخره صبا تقدیم میشود.
تشکر و قدردانی
از تمام همکاران و دانشجویانی که در انجام تحقیقات، نگارش متن و ویرایش کتاب نقش داشتند کمال تشکر و قدردانی را داریم.
نویسندگان کتاب اذعان میدارند که این کتاب خالی از اشکال و اشتباه نیست. لطف و عنایت صاحبنظران، اساتید، دانشجویان و همه خوانندگان کتاب است که ما را از نظرات و نقدهای خود محروم نسازند. برای ارائه نظرات و پیشنهادات میتوانید از آدرس رایانامه مؤلفین بهره بگیرید.
رایانامه حسین نظامآبادیپور: Nezam@uk.ac.ir
رایانامه محمدجواد رستمی: Rostami@uk.ac.ir