همه چیز درمورد دفتر کل توزیع شده (Distributed Ledger)

دفتر کل توزیع‌شده  یا Distributed ledger چیست؟

اولین قدم برای درک نحوه عملکرد بیت کوین، آشنا شدن با مفهوم دفتر کل توزیع شده است.

در مقاله قبل توضیح دادم که بیت کوین نوع جدیدی از سیستم ثبت سوابق است که ساتوشی ناکاماتو برای انتقال پول در اینترنت آن را ایجاد کرد.

بیت کوین سیستم جدیدی است که پول دیجیتال را ایجاد می‌کند و به‌منظور دستیابی به دو هدف اصلی طراحی شده است:

• جلوگیری از مشکل دو بار خرج کردن
• دستیابی به هدف اول بدون وابستگی به یک موسسه مالی متمرکز مانند بانک

بیت‌کوین با روش‌های نوآورانه‌ای که درمورد نحوه نگهداری تراکنش‌ها و بررسی مداوم صحت آن‌ها دارد، به دو هدف بالا دست می‌یابد.

دفتر کل (Ledger) چیست؟

برای درک نحوه عملکرد بیت کوین، بیایید نحوه انجام تراکنش‌های دیجیتال را با یک بانک سنتی مقایسه کنیم.

دفتر کل موجودی حساب‌ها را پیگیری می‌کند.

قبل از ظهور بیت کوین، این دفتر کل همیشه توسط یک موسسه مالی متمرکز مانند بانک ذخیره و نگهداری می‌شد.

بیایید کمی عمیق‌تر به بررسی این موضوع بپردازیم که چرا در مرحله اول، وجود یک بانک ضروری است.

یک راه جالب برای توضیح این مسئله وجود دارد. برای مثال فرض کنید که مولی و اورسولا تلاش می‌کنند تا معامله دیجیتال خود را بدون دخالت هیچ بانکی انجام دهند، آن‌گاه خواهید دید که چقدر این کار می‌تواند باعث بروز آشفتگی شود.

چه اتفاقی می‌افتاد اگر به‌جای اتکا به بانک، مولی و اورسولا کپی دفتر کل را در کامپیوتر‌های خود ذخیره‌ می‌کردند؟

این دفتر کل مانند یک فایل متنی است که در حافظه کامپیوتر ذخیره می‌شود.

زمانی که مولی پری دریایی، هزینه کاپ‌کیک‌ها را به اورسولا اسب شاخدار واریز می‌کند،‌ هردوی آن‌ها دفتر کل دیجیتال خود را به‌روز می‌کنند. (فایل متنی)

اگر مولی و اورسولا به یکدیگر اعتماد داشته باشند و به یکدیگر قول دهند تا دفتر کل خود را به‌روز و دقیق نگه‌دارند، پس این روش می‌تواند کارساز باشد.

اما اگر به یکدیگر اعتماد نداشته باشند چه؟

اگر اورسولا غیرقابل اعتماد باشد و دفتر کل خود را طوری ویرایش کند که نشان دهد هیچ پولی از مولی دریافت نکرده و تلاش کند تا دوباره یک دلار دیگر از او بگیرد چه؟

تصور کنید اورسولا یک اسکرین شات از فایل تغییر یافته بگیرد و از آن استفاده کند تا مولی را متهم به عدم پرداخت هزینه کند.

سپس مولی این اتهام را رد می‌کند و ادعا می‌کند که اورسولا دروغ می‌گوید و با ارسال اسکرین شات از دفترش که به وضوح نشان می‌دهد یک دلار به اورسولا منتقل شده، مدرکی از خود ارائه می‌دهد.

دفتر کل چه کسی صحیح است؟

خب این یک مشاجره بی‌پایان خواهد بود. آن‌ها هرگز درمورد اینکه چه کسی حقیقت را می‌گوید به توافق نخواهند رسید.

به همین دلیل است که شما به یک شخص ثالث مورد اعتماد مانند بانک نیاز دارید.

بانک، تمام سوابق تراکنش‌ها را ثبت می‌کند و این‌گونه طرفین می‌توانند درمورد اینکه چه کسی واقعا مالک چه چیزی است اتفاق‌نظر داشته باشند.

اما اگر نمی‌خواهیم به یک بانک متکی باشیم. پس به یک راه‌حل متفاوت نیاز داریم.

ایده‌ دیگری هم برای حل این مشکل وجود دارد…

اگر آن‌ها دفتر کل را با دوست دیگری به اشتراک بگذارند چه؟

پس بیایید پابلو خرس قطبی را هم به عنوان شخص سوم به داستان اضافه کنیم.

حالا به جای دو نفر، شبکه‌ای متشکل از سه دوست را داریم.

وقتی مولی به اورسولا پول ارسال می‌کند، دفتر کل هرسه به طور همزمان به‌روز می‌شود.

در این سناریو، اگر اورسولا بخواهد با نشان دادن دفتر کل خود با موجودی صفر دلار، مولی را به عدم پرداخت متهم کند، دفتر کل او با مولی و پابلو متفاوت خواهد بود.

پس اورسولا به سختی می‌تواند اثبات کند که حق با اوست زیرا مولی می‌تواند از پابلو بخواهد تا از دفتر کل خود اسکرین شات بگیرد و با هردو به اشتراک بگذارد.

از سه دفتر کل موجود، دوتای آن‌ها نشان می‌دهد که اورسولا ۱ دلار موجودی دارد.

پس آن دو دفتر کل با دفتر کل اورسولا تطابق ندارد.

مولی و پابلو با دیدن اینکه اکثریت دفترکل‌ها نشان‌ می‌دهند که اورسولا یک دلار موجودی دارد، به این نتیجه می‌رسند که دفتر کل آن‌ها صحیح و دفتر کل اورسولا نادرست است.

اینجاست که اورسولا با احساس شکست اعتراف می‌کند که دفتر کل خود را دست‌کاری کرده است.

حالا همه آن‌ها درمورد اینکه مولی مالکیت یک دلار را برای اورسولا منتقل کرده هم‌نظر هستند یعنی موجودی اورسولا واقعا یک دلار است.

اورسولا برای جلب اعتماد آن‌ها و به این امید که هم مولی و هم پابلو در آینده از او کاپ‌کیک بخرند، دفتر کل خود را حذف می‌کند و از آن‌ها یک کپی از دفتر کل‌شان را می‌خواهد تا هر سه دفتر کل باهم هماهنگ شوند.

این مثالی از یک دفتر کل توزیع شده است.

در این دفتر کل توزیع شده، تنها یک شخص دفتر کل را در اختیار ندارد بلکه دفتر کل بین چندین نفر در مکان‌‌های مختلف توزیع شده است.

از آن‌جایی که دفتر کل در یک کامپیوتر ذخیره می‌شود، پس قابلیت توزیع شدن بین تعداد زیادی کامپیوتر که متعلق به افراد هستند را نیز دارد.

دفتر کل توزیع شده چیست؟

دلیلی که باعث کارایی دفتر کل توزیع شده می‌شود این است که همه افراد یک کپی از دفتر کل دارند. هرچه افراد مورد اعتمادتری آن را در اختیار داشته باشند، این دفتر کل توزیع شده قوی‌تر می‌شود.

دفتر کل توزیع شده دفتری است که به‌جای یک مکان واحد، در چندین مکان مختلف تکرار و ذخیره می‌شود.

ایده اصلی پشت بیت‌کوین، ایجاد یک دفتر کل توزیع شده واحد بود که زمینه دسترسی به تراکنش‌ها را برای هر شخصی فراهم کند. طوری که هرکسی در جهان بتواند موجودی‌ها را مشاهده کند و تراکنش‌ها را در هر زمان ارسال کند اما دفتر کل توسط هیچ شخص، شرکت یا دولتی کنترل نشود.

به عبارت دیگر، یک “دفتر کل توزیع شده” که “بدون نیاز به مجوز” است بر اساس سیستم “غیرمتمرکز” نگهداری می‌شود.

در واقعیت، گفتن این کار آسان‌تر از انجام دادن آن است. بیایید ببینیم چرا…

در مثال بالا همه آن‌ها باهم دوست بودند و پابلو با اینکه بخشی از معامله نبود، قبول کرد که یک نسخه از کپی دفتر کل را نگه‌دارد.

اگر او در این جریان دخالتی نداشت، هیچ توافقی در مورد دفتر کل صورت نمی‌گرفت و اورسولای مرموز ممکن بود مبادلات دروغین بیشتری انجام دهد.

اما اگر دوست نبودند چه؟ چرا باید پابلو تلاش می‌کرد تا نسخه‌ای از دفتر کل را در کامپیوترش ذخیره کند و به اعتبارسنجی تراکنش‌هایی کمک کند که برای خودش هیچ سودی ندارد؟

در یک دفتر کل توزیع شده که متشکل از ۳ نفر است، پیگیری تراکنش‌ها کاملا مدیریت‌شده است اما اگر هزاران نفر وجود داشته باشند که بخواهند به این شبکه بپیوندند و برای یکدیگر پول ارسال کنند چه؟

می‌توانید چالشی که در نتیجه آن به وجود می‌آید را تصور کنید!

شبکه بیت کوین کاملا عمومی است و هر کسی می‌تواند در آن حضور داشته باشد. این قابلیت دسترسی به قوی شدن این دفتر کل توزیع شده کمک می‌کند. البته این ویژگی باعث می‌شود که کاربران مشکوک بیشتری که انگیزه تخریب دفتر کل را دارند نیز بتوانند به این شبکه وارد شوند.

زمانی که تعداد زیادی از افراد یک کپی از دفتر کل داشته باشند،‌ تقلب کردن برای افراد سخت می‌شود اما به این معنا نیست که کلاهبرداران هیچ تلاش و اقدامی در جهت تقلب نمی‌کنند.

در میان این هزاران نفر، احتمالا یک دسته افراد مرموز مانند اورسولا وجود خواهند داشت، بنابراین شما به افرادی مانند پابلو نیاز دارید تا از درستی دفتر کل و دست نبردن در آن توسط افراد مطمئن شوید.

حالا اگر افراد بیشتری مانند اورسولا بودند چه؟ چه اتفاقی می‌افتاد اگر هزاران کاربر مرموز مانند اورسولا در حال ویرایش و تغییر دفتر کل‌های خود بودند؟

برخلاف اورسولا و مولی و پابلو که ممکن است باهم آشنا باشند و به یکدیگر اعتماد کنند، شما در شبکه بیت‌کوین تقریبا به هیچکس نمی‌توانید اعتماد کنید چون یک شبکه کاملا باز و عمومی است.

چالش‌هایی که یک دفتر کل توزیع شده دارد به این صورت است:

• چگونه می‌توانید افرادی که تراکنش انجام نمی‌دهند را تشویق کنید تا یک کپی از دفتر کل را در کامپیوتر خود نگه‌دارند و دائما آن‌ها را مورد بررسی قرار دهند که مطمئن شوند تراکنش‌ها دقیق هستند و کسی تقلب نمی‌کند؟
• اگر کپی‌هایی از یک دفتر کل در هزاران کامپیوتر مختلف دارید، چگونه مطمئن می‌شوید که همه آن کپی‌ها یکسان هستند، همزمان به‌روزرسانی شده و تراکنش‌ها صادقانه انجام می‌شوند؟
• چگونه می‌توانید افرادی که یکدیگر را نمی‌شناسند و به یکدیگر اعتماد ندارند را بر سر اینکه کدام دفتر کل دقیق و درست است، به توافق برسانید؟

در پاسخ به سوال زیر، اجماع (Consensus) یا توافق نهایی شکل می‌گیرد:

افراد باید از کدام دفتر کل پیروی کنند؟

هزاران نفر در شبکه، یک کپی از دفتر کل در اختیار دارند و ممکن است برخی از آن‌ها مانند اورسولا تغییراتی در دفترکل‌شان ایجاد کرده باشند. بنابراین برای اینکه افراد را درمورد یک دفتر کل صحیح به توافق برسانیم تا همه یک کپی را حفظ و از آن پیروی کنند به چه مکانیزمی برای اجماع نیاز داریم؟

چیزی که باعث خاص‌شدن بیت‌کوین می‌شود این است که بیت‌کوین کشف کرد چگونه این هزاران کامپیوتر در شبکه را برای نگهداری یک دفتر کل به توافق برساند.

ساتوشی ناکاماتو یک راه‌حل فنی برای غلبه بر چالش‌های استفاده از دفتر کل توزیع‌شده پیدا کرد که بسیار تحول‌آفرین بود!

برای اینکه بفهمیم چگونه این‌کار انجام شد، باید به زیرساخت بیت‌کوین عمیق‌تر نگاه کنیم. در درس بعدی، با کلیتی درمورد سیستم بیت‌کوین به بررسی این موضوع می‌پردازیم.