بیت‌کوین: بررسی فنی مکانیزم اجماع و مدل امنیتی

بیتکوین اولین دارایی مجازی در تاریخ است. این ارز در سال ۲۰۰۸ از طریق یک وایتپیپر معرفی شد و در ژانویه ۲۰۰۹ رسماً راهاندازی شد. خالق آن تنها با نام مستعار ساتوشی ناکاموتو شناخته میشود.

این شبکه روی فناوری بلاکچین عمل میکند که به عنوان دفتر کل عمومی عمل میکند. به جای اینکه بانکها تراکنشها را تأیید کنند، یک شبکه جهانی از کامپیوترها این کار را انجام میدهد.
هیچ شرکت یا دولتی مالک آن نیست. این ارز دارای ویژگیهای غیرمتمرکز بودن، شفافیت و متنباز بودن است و به عنوان جایگزینی برای سیستم مالی سنتی عمل میکند.

بیتکوین چیست؟

بیتکوین را مانند پول نقد اینترنت تصور کنید. این اولین ارز دیجیتال است که در سال ۲۰۰۸ به جهان معرفی شد و چند ماه بعد در سال ۲۰۰۹ راهاندازی شد. این ارز به شما امکان میدهد پول را مستقیماً و بدون واسطه به دیگران ارسال کنید.

توجه داشته باشید که ما معمولاً از حرف بزرگ 'B' برای 'Bitcoin' وقتی صحبت از شبکه یا فناوری میشود استفاده میکنیم، و از حرف کوچک 'b' برای 'bitcoin' وقتی به خود سکه اشاره میکنیم. نماد تیکری که در صرافیها میبینید BTC است.

برخلاف دلار یا یورویی که در کیف پول خود دارید و توسط دولتها صادر و کنترل میشوند، بیتکوین غیرمتمرکز است. این بدان معناست که هیچ مدیر، بانک یا دولت واحدی شبکه بیتکوین را اداره نمیکند. این یک سیستم کاملاً P2P (همتا به همتا) است.

چرا مردم بیتکوین را دوست دارند؟ زیرا آنها میتوانند پول خود را مالک و کنترل کنند. آنها میتوانند در هر زمان و مکانی بدون تکیه به واسطهها پول ارسال کنند. همچنین، سیستم در برابر حملات خرج دوگانه مصون است، به این معنی که هیچکس نمیتواند پس از خرج کردن یک سکه، تلاش کند آن را در جای دیگری استفاده کند.

بیتکوین چگونه کار میکند؟

بیتکوین به فناوری به نام بلاکچین تکیه دارد. میتوانید بلاکچین را مانند یک دفترچه دیجیتال تصور کنید که هر کس میتواند آن را بخواند اما هیچکس نمیتواند آن را پاک کند.

هر تراکنش همانطور که رخ میدهد در یک «بلوک» ثبت میشود. آن بلوک به بلوک قبلی متصل میشود و زنجیرهای را تشکیل میدهد. این رکورد در هزاران کامپیوتر (گره) در سراسر جهان کپی میشود.

از آنجا که تعداد زیادی کامپیوتر نسخهای از آن دفترچه را در اختیار دارند، هیچکس نمیتواند تقلب کند. اگر کسی سعی کند دفتر کل را برای افزایش پول خود دستکاری کند، کامپیوترهای دیگر آن را رد میکنند. همچنین، هر کس میتواند نرمافزار متنباز بیتکوین را برای مشارکت در اکوسیستم دانلود کند.

غیرمتمرکز بودن: بلاکچین بیتکوین توسط یک شبکه توزیعشده از کامپیوترها نگهداری میشود، بنابراین هیچ مرکز کنترلی بر دفتر کل نظارت ندارد.
تغییرناپذیری: زمانی که یک تراکنش به بلاکچین اضافه شود، نمیتوان آن را تغییر یا حذف کرد.
امنیت: تراکنشها توسط فناوری رمزنگاری محافظت میشوند و تأیید هر بلوک منابع قابلتوجهی و کار تکراری (حل معما از طریق فرآیندی به نام استخراج) میطلبد.

مثالی از یک تراکنش BTC

از نظر فنی، بیتکوین از حسابهای بانکی با موجودی استفاده نمیکند. در عوض، از سیستمی به نام UTXO (خروجی تراکنش خرجنشده) استفاده میکند که سکههای دیجیتال فردی را در یک کیف پول ردیابی میکند. با این حال، برای درک بهتر، بیایید آن را مانند یک انتقال بانکی ببینیم.

فرض کنید آلیس میخواهد ۱ BTC به باب بفرستد. بلاکچین بهروزرسانی میشود تا نشان دهد آلیس ۱ BTC کاهش و باب ۱ BTC افزایش داشته است. این شبیه به این است که آلیس روی یک تابلو اعلانات عمومی بنویسد «من ۱ بیتکوین به باب دادم» تا همه بدانند پول جابهجا شده است.

اگر بعداً باب بخواهد آن پول را به کارول بفرستد، شبکه سوابق را بررسی میکند تا تأیید کند که باب واقعاً پول را از آلیس دریافت کرده است. از آنجا که کامپیوترها مدام با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند، دفتر کل همه همگامسازی میماند.

استخراج بیتکوین

استخراج روشی است که شبکه خود را ایمن میکند و بیتکوینهای جدید به وجود میآیند. وقتی یک تراکنش را پخش میکنید، در شبکه گسترش مییابد. سپس، کاربرانی به نام ماینر این تراکنشها را در یک بلوک جمع میکنند.

برای افزودن این بلوک به بلاکچین، ماینرها باید یک معمای خاص را حل کنند. ماینری که اول معما را حل کند، بلوک را اضافه میکند و به عنوان پاداش بیتکوینهای جدید دریافت میکند. این پاداش تنها راه خلق بیتکوینهای جدید است.

با این حال، عرضه محدود است. بیتکوین هرگز از ۲۱ میلیون سکه فراتر نخواهد رفت. زمانی که هر ۲۱ میلیون استخراج شوند (تخمین زده میشود حدود سال ۲۱۴۰)، ماینرها دیگر پاداش بلوک دریافت نخواهند کرد و تنها از طریق کارمزدهای تراکنش پرداختشده توسط کاربران پاداش میگیرند.

اثبات کار (PoW) و مصرف انرژی

برای حفظ امنیت و یکپارچگی بلاکچین، بیتکوین از سازوکاری به نام اثبات کار (PoW) استفاده میکند. این بخش اصلی از فرآیند استخراج است که قبلاً توضیح داده شد.

PoW مکانیزمی است که همراه با بیتکوین ایجاد شد تا از خرج دوگانه در سیستمهای پرداخت دیجیتال جلوگیری کند. علاوه بر بیتکوین، بسیاری از داراییهای مجازی از PoW برای ایمنسازی شبکههای بلاکچین خود استفاده میکنند.

«معما» که ماینرها باید حل کنند اساساً به PoW اشاره دارد. این طوری طراحی شده که ایجاد یک بلوک پرهزینه باشد، اما تأیید اعتبار آن ارزان باشد. اگر کسی سعی کند با یک بلوک نامعتبر تقلب کند، شبکه بلافاصله آن را رد میکند و ماینر نمیتواند هزینه استخراج را بازیابی کند.

PoW به قدرت محاسباتی قابلتوجهی نیاز دارد و بنابراین مقدار زیادی برق مصرف میکند. این امر منجر به بحثهایی در مورد تأثیر زیستمحیطی بیتکوین شده است. با این حال، در سالهای اخیر، صنعت استخراج به طور قابل توجهی به سمت استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر یا انرژی مازاد هدررفته تغییر مسیر داده است.

بیتکوین کجا استفاده میشود؟

بیتکوین در درجه اول به عنوان پول دیجیتال و ذخیره ارزش استفاده میشود. میتوانید مانند پول سنتی از آن برای خرید کالا به صورت آنلاین یا آفلاین استفاده کنید. از فروشگاههای اینترنتی تا فروشگاههای فیزیکی، کسبوکارهای بیشتری بیتکوین را به عنوان روش پرداخت میپذیرند.

شبکه اصلی بیتکوین (لایه ۱) ممکن است برای پرداختهای کوچک کند یا گران باشد، اما راهحلهای «لایه ۲» مانند شبکه لایتنینگ برای رفع این محدودیتها توسعه یافتهاند.

از دیدگاه سرمایهگذاری، بسیاری از افراد BTC را با انتظار افزایش ارزش آن میخرند. در حالی که قیمت بیتکوین میتواند نوسان داشته باشد، برخی سرمایهگذاران آن را راهی برای متنوعسازی سبد خود و پوشش در برابر تورم در بلندمدت تلقی میکنند.

چه کسی بیتکوین را خلق کرد؟

بیتکوین برای اولین بار در اکتبر ۲۰۰۸ ظاهر شد زمانی که ساتوشی ناکاموتو وایتپیپری با عنوان «بیتکوین: یک سیستم نقد الکترونیکی همتا به همتا» منتشر کرد. این مقاله یک ارز دیجیتال جدید را معرفی کرد که در یک سیستم غیرمتمرکز و بدون تکیه بر دولتها یا سیستمهای بانکی عمل میکند.

در ژانویه ۲۰۰۹، پروتکل بیتکوین رسماً با استخراج «بلاک پیدایش» آغاز به کار کرد. اولین تراکنش بیتکوین بین ساتوشی ناکاموتو و برنامهنویس هال فینی صورت گرفت. این تراکنشی بود که در آن ناکاموتو ۱۰ بیتکوین به فینی ارسال کرد.

پس از اولین تراکنش، افراد بیشتری بیتکوین را کشف کردند و شروع به شرکت در شبکه کردند. این ارز دیجیتال با اثبات اینکه میتواند بدون مقامات مرکزی یا واسطهها عمل کند، در میان جوامع کوچک علاقهمند به فناوری محبوبیت یافت.

«پیتزای بیتکوین» (Bitcoin Pizza) نقطه عطف مهم دیگری در تاریخ بیتکوین است که اولین نمونه استفاده از بیتکوین به عنوان ابزاری برای مبادله در تجارت دنیای واقعی محسوب میشود. در ۲۲ مه ۲۰۱۰، برنامهنویسی به نام لازلو هانیچ (Laszlo Hanyecz) با خرید دو پیتزا به قیمت ۱۰,۰۰۰ بیتکوین تاریخسازی کرد. این تراکنش به عنوان «روز پیتزای بیتکوین» شناخته میشود و هر سال در ۲۲ مه جشن گرفته میشود.

ساتوشی ناکاموتو کیست؟

هویت ساتوشی ناکاموتو همچنان یک راز باقی مانده است. ساتوشی میتواند یک فرد یا گروهی از توسعهدهندگان باشد که در هر کجای جهان مستقر هستند. نام او ژاپنی است، اما بسیاری معتقدند که به دلیل تسلط بالای او به زبان انگلیسی، احتمالاً از یک کشور انگلیسیزبان هستند. با وجود بسیاری از نظریهها و تحقیقات در طول سالها، هویت واقعی خالق آشکار نشده است.

آیا ساتوشی فناوری بلاکچین را اختراع کرد؟

بیتکوین چندین فناوری موجود از جمله فناوری بلاکچین را با هم ترکیب میکند که مدتهاست وجود دارند. استفاده از ساختارهای داده تغییرناپذیر به اوایل دهه ۱۹۹۰ بازمیگردد، زمانی که استوارت هابر و دبلیو. اسکات استورنتا (W. Scott Stornetta) سیستمی برای ثبت زمانبندی (Timestamping) اسناد پیشنهاد دادند.

بیتکوین همچنین از درختهای مرکل (Merkle Trees) استفاده میکند، مفهومی که توسط رالف مرکل توسعه یافته است. مانند بلاکچینهای امروزی، این سیستمهای اولیه نیز برای محافظت از دادهها و جلوگیری از دستکاری بر فناوری رمزنگاری تکیه میکردند. با این حال، بیتکوین انقلابی بود زیرا این فناوریها را برای حل مشکل «خرج دوگانه» (Double-spending) ترکیب کرد که سایر سیستمهای پرداخت دیجیتال آن زمان را آزار میداد.

چه مقدار بیتکوین وجود دارد؟

پروتکل عرضه کل بیتکوین را ۲۱ میلیون سکه تعیین کرده است. از ژانویه ۲۰۲۶، بیش از ۹۵٪ این مقدار استخراج شده است، اما تولید بقیه بیش از ۱۰۰ سال طول میکشد. این امر به دلیل رویدادی دورهای به نام «نصفشدن بیتکوین» (Halving) است که پاداش استخراج را تقریباً هر چهار سال یک بار کاهش میدهد.

نصفشدن بیتکوین (Halving) چیست؟

نصفشدن بیتکوین به رویدادی دورهای اشاره دارد که در آن پاداش بلاک پرداختی به ماینرها نصف میشود. انتظار میرود نصفشدن بعدی بیتکوین در سال ۲۰۲۸ رخ دهد، تقریباً چهار سال پس از آخرین نصفشدن که در ۱۹ آوریل ۲۰۲۴ اتفاق افتاد.

نصفشدن بیتکوین در مرکز مدل اقتصادی آن قرار دارد. این رویداد تضمین میکند که سکهها با نرخ ثابتی صادر میشوند و سختی استخراج با نرخ قابل پیشبینیای افزایش مییابد. این نرخ کنترلشده تورم پولی اساساً یکی از تفاوتهای اصلی بین بیتکوین و ارزهای فیات سنتی است که میتوانند به صورت نامحدود عرضه شوند.

آیا بیتکوین امن است؟

یکی از خطرات عمده مرتبط با بیتکوین احتمال هک و سرقت است. به عنوان مثال، در کلاهبرداریهای فیشینگ، هکرها از مهندسی اجتماعی استفاده میکنند تا کاربران را فریب دهند و اطلاعات ورود یا کلیدهای خصوصی آنها را فاش کنند. اگر هکر به حساب کاربری یا کیف پول رمزنگاریشده کاربر دسترسی پیدا کند، میتواند بیتکوینهای قربانی را به کیف پول خود منتقل کند.

راه دیگر هکرها برای سرقت بیتکوین، حملات بدافزار یا باجافزار است. هکر میتواند با آلوده کردن کامپیوتر یا دستگاه تلفن همراه کاربر به بدافزار، به کیف پول بیتکوین دسترسی پیدا کند. در برخی موارد، از باجافزار برای رمزگذاری فایلهای کاربر و درخواست بیتکوین در ازای باز کردن قفل آنها استفاده میشود.

از آنجا که تراکنشهای بیتکوین قابل برگشت نیستند و توسط آژانسهای دولتی تضمین نمیشوند، کاربران باید برای محافظت از داراییهای خود احتیاط کنند. این شامل استفاده از رمزهای عبور قوی، فعال کردن احراز هویت دو مرحلهای (۲FA) و استفاده از «ذخیرهسازی سرد» یا کیف پولهای سختافزاری (دستگاههایی که کلیدها را آفلاین نگه میدارند) برای دور نگه داشتن وجوه از دسترس هکرهای آنلاین است. همچنین دانستن نرمافزارهای مرتبط با بیتکوین فقط از منابع معتبر مهم است.

ریسک دیگری که با بیتکوین مرتبط است، نوسانات قیمت است. ارزش بیتکوین میتواند در مدت کوتاهی نوسان شدیدی داشته باشد و این امر آن را برای کسانی که برای افزایش قیمتها و زیانهای احتمالی آماده نیستند، به یک سرمایهگذاری پرخطر تبدیل میکند. با این حال، از نظر تاریخی، نوسانات تمایل داشته است که با بالغشدن دارایی و افزایش نقدینگی بازار کاهش یابد.

نتیجهگیری

بیتکوین مسیر طولانی را از آغازهای متواضع خود طی کرده و به یک دارایی شناختهشده جهانی بر اساس موارد استفاده متعدد و پذیرش فزاینده نهادی تبدیل شده است. چه برای تراکنشهای روزمره، معاملات کوتاهمدت، سرمایهگذاری بلندمدت، یا صرفاً علاقه به فناوری، بیتکوین قطعاً ارزش کاوش بیشتر دارد.