بلاک به پرونده های رایانه ای گفته میشود که داده های تراکنش را ذخیره می‌کنند. این بلوک ها در یک توالی خطی مرتب شده اند که یک زنجیره بی پایان از بلوک ها را تشکیل می‌دهند که برای آن، اصطلاح بلاک چین را بکار می‌برند.
بنابراین تمام اطلاعات مربوط به معاملات بلاک چین در داخل این بلاک ها جمع‌آوری و ثبت میشود و هر بلاک جدید ایجاد شده با استفاده از تکنیک های رمزنگاری به بلاک قبلی متصل میشود.
زنجیره بلوک های متصل شده تمام داده های تراکنش تولید شده از زمان راه اندازی بلاک چین را ذخیره می‌کند. بنابراین رکوردها تا بلوک اول برمی‌گردند که از آن به عنوان بلوک صفر یا بلوک پیدایش یاد میشود. تعداد بلوک های تأیید شده از زمان بلوک پیدایش به عنوان ارتفاع بلوک شناخته میشود.
اگر بلاک چینِ بیت کوین (BTC) را به عنوان نمونه در نظر بگیریم، بلاک ها از چندین عنصر تشکیل شده اند. بلاک های بیت کوین شامل لیستی از آخرین معاملات، برچسب زمانی و رفرنسی از بلاک قبلی خود است. این رفرنس، یک هش رمزنگاری از داده های بلاک قبلی است.
بلاک تولید شده ی جدید همیشه شامل هش بلاک قبلی است و این همان چیزی است که بلوک ها را به صورت رمزنگاری بهم پیوند می‌دهد. چنین ساختاری امکان ایجاد یک پایگاه داده ایمن را فراهم می‌کند که در برابر دستکاری و حملات بسیار مقاوم باشد. هش بلوک مانند یک شناسه عمل می‌کند. این ویژگی یکتای هر بلوک است و از طریق فرایندی به نام ماینینگ تولید میشود.
اساساً، هش بلوک راه حل یک مسئله پیچیده ریاضی است و ماینری که یک راه حل معتبر برای بلوک بعدی پیدا کند، حق اعتبار بخشی به آن بلوک (و معاملات موجود در آن) را دارد. از آنجا که استخراج به مقدار قابل توجهی از منابع محاسباتی نیاز دارد، بلاک هایی که با موفقیت استخراج شده اند، بیت کوین جدیدی را به عنوان راهی برای پاداش دادن به ماینر تولید می‌کنند (به پاداش بلوک مراجعه کنید).
اما گاهی اوقات ممکن است دو یا چند ماینر همزمان هش بلوک معتبری پیدا کنند، که باعث میشود دو بلوک مختلف در شبکه پخش شوند. این امر منجر به ایجاد دو زنجیره رقابتی میشود. برای حل این مشکل، شرکت کنندگان شبکه (گره ها) زنجیره ای را انتخاب می‌کنند که در نهایت طولانی ترین زنجیره (با “تراکم کار بیشتر”) انتخاب میشود. سپس زنجیره دیگر دور ریخته می شود و بلوک های آن به بلوک های کهنه (Orphan blocks) تبدیل می شوند.
اگرچه بلاک ها معمولاً در چارچوب معاملات ارزهای دیجیتالی مورد بحث قرار می‌گیرند، اما ممکن است مربوط به انواع دیگر داده های دیجیتالی باشد که در سیستم بلاک چین ذخیره می‌شوند.
بلوک پیدایش یا Genesis چیست؟
بلوک Genesis اولین بلوکی است که در شبکه بلاکچین ثبت شده و گاهی اوقات به عنوان Block 0 یا Block 1 نیز شناخته میشود.
وقتی یک بلاک از زنجیره بلوک منتشر میشود، به بلاک قبلی رفرنس می‌دهد. با این حال، در مورد بلوک پیدایش، هیچ بلوک قبلی برای مراجعه وجود ندارد.
از آنجا که هیچ بلوک قبلی برای مراجعه وجود ندارد، بلوک های جنسیس به طور کلی در نرم افزار رمزگذاری می‌شوند.
از منظر بیت کوین، تاریخ ایجاد بلوک پیدایش در ۳ ژانویه ۲۰۰۹ بود. این بلوک ۵۰ بیت کوین جایزه داشت که برای همیشه غیر قابل صرف کردن است. مشخص نیست که آیا پاداش بلوک پیدایش عمداً قابل هزینه کردن نیست یا خیر، زیرا توضیحی در این باره از ساتوشی ناکاموتو ارائه نشده است.
هش بلوک پیدایش (۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۱۹d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f) منحصر به فرد است زیرا شامل دو هگزا صفر اضافی نسبت به سایر بلوک های اولیه است.
پاداش ۵۰ بیت کوین از بلوک پیدایش به آدرس ۱A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa ارسال شد و از تاریخ ۳ ژانویه ۲۰۱۹، این آدرس شامل ۶۶٫۹۱۲ بیت کوین است و در مجموع ۱۴۸۶ معامله دریافت کرده است. پاداش بلوک ۵۰ بیت کوین برای همیشه غیر قابل صرف خواهد ماند و افرادی که بیت کوین خود را به این آدرس ارسال کرده اند هرگز نمی‌توانند وجوهی را که ارسال کرده اند بازیابی کنند.
پیام پنهان ساتوشی در بلاک جنسیس
در بلوک پیدایش بیت کوین، پیامی توسط ساتوشی برای همیشه در تاریخ نوشته شد. در پارامتر coinbase که یکی از پارامتر‌هایی است که در هر بلاک ذخیره میشود و میزان پاداش برای استخراج‌کنندگان را در ازای ساخت بلاک معین می‌کند، همراه با داده های بلوک منظم، پیام زیر گنجانده شده بود:
The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks
روزنامه The Times در تاریخ ۳ ژانویه ۲۰۰۹ رئیس خزانه‌داری [انگلستان] در آستانه‌ی اهدای کمک مالی به بانک‌ها است.
این پیام بعنوان یک برچسب زمانی برای اثبات عدم وجود بلوک قبل از ۳ ژانویه درج شده است. با این حال، عنوان انتخاب شده نیز ارتباط زیادی با دلیل ایجاد بیت کوین دارد.
برچسب زمانی (Timestamps)
پس از بلوک پیدایش بیت کوین، بلوک بعدی در بلاکچین دارای مهلت زمانی بود که شش روز بعد ثبت شد.
بلوک ۰: ۲۰۰۹-۰۱-۰۳ ۱۸:۱۵:۰۵
بلوک ۱: ۲۰۰۹-۰۱-۰۹ ۰۲:۵۴:۲۵
در حال حاضر دلیل اصلی این کار مشخص نیست، اما فرضیه این است که ساتوشی یا قصد ایجاد یک وقفه داشته یا این را برنامه ریزی کرده است تا با روایت کتاب مقدس از جهان خلق شده در ۶ روز ارتباط برقرار کند.
ارتفاع بلوک یا block height
ارتفاع بلوک نشان دهنده تعداد بلوک هایی است که در کل تاریخ یک شبکه بلاک چین خاص تأیید شده اند یعنی از بلوک پیدایش (یا بلوک صفر) تا آخرین بلاک ایجاد شده. بر خلاف بلوک پیدایش، همه بلوک های دیگر حاوی یک مرجع (هش) به بلاکی است که قبل از آن ایجاد شده است و ارتفاع بلوک، تعداد هر بلوک در آن دنباله است. بنابراین ارتفاع بلوکِ بلاک پیدایش صفر است و ارتفاع بلوک اولین بلوک استخراج شده یک است.
از آنجا که بلاکچین ها از بلاک تشکیل شده اند، گاهی اوقات برای توصیف آن ها از لِگو استفاده می‌کنند. هیچ راهی برای برداشتن لگو از وسط زنجیره ی ایجاد شده بدون بهم ریختن کل ساختار وجود ندارد. یعنی مانند بازی جنگا نیست که بتوانید بدون به خطر انداختن بقیه، یک بلوک را خارج کنید.
بنابراین، می توان ارتفاع بلوک را با زمانی که بلاکچین راه اندازی شده است تقسیم بر میانگین زمان بلوک زنجیره محاسبه کرد. به عبارت دیگر، ارتفاع بلوک از تعداد بلوک های استخراج شده (یا معتبر) از زمان ایجاد یک شبکه بلاکچین خاص تشکیل شده است.
از نظر تئوری، میانگین زمان بلوک باید بر اساس سطح دشواری استخراج، تقریباً برابر با زمان بلوک هدف باشد. سختی استخراج برای بسیاری از بلاکچین ها براساس مقدار هش ریت (hashrate) کل شبکه تنظیم میشود تا دوره بلوک تقریباً ثابت بماند. در مورد بیت کوین، زمان بلوک به طور متوسط ۱۰ دقیقه است. در غیر این صورت، ممکن است دوره بلوک مورد انتظار در پاسخ به میزان منابع محاسباتی که ماینرها به آن شبکه خاص اختصاص داده اند، نوسان داشته باشد.
ارتفاع بلوک نباید مستقیماً بین بلاکچین های مختلف مقایسه شود، زیرا میانگین دوره بلوک و هش ریت آنها متفاوت است. با این حال، اگر ارتفاع بلوک نسخه محلی با ارتفاع بلوک پذیرفته شده در سطح جهانی متفاوت است، یک نسخه از بلاک چین ممکن است “غیر همگام سازی” تلقی شود. بنابراین، ارتفاع بلوک یک آمار مفید برای بررسی بروز بودن نسخه بلاک چین است.
پاداش بلاک یا Block Reward
پاداش بلوک به ارز دیجیتالی گفته میشود که وقتی یک ماینر با موفقیت بلوک جدیدی را تأیید می‌کند، آن را به عنوان جایزه دریافت می‌کند. پاداش بلاک از دو جز تشکیل شده است: کمک هزینه بلوک یا یارانه بلوک و هزینه معاملات. کمک هزینه بلاک شامل کوین های تازه تولید شده است و نشان دهنده بزرگترین قسمت پاداش بلوک است. قسمت دیگر از تمام هزینه های پرداخت شده توسط معاملات انجام شده در بلاک است.
از آنجا که پاداش بلوک تقریباً به طور کامل از کمک هزینه بلوکی ساخته شده است، طبیعی است که افرادی بدون اینکه بدانند پاداش بلاک چیست، درباره ی یارانه بلوک صحبت کنند. بنابراین در اصطلاحات رایج، اصطلاح “پاداش بلوک” شامل هزینه معملات نمی‌شود.
در مورد بیت کوین، یارانه بلوک از ۵۰ بیت کوین شروع شد و در هر ۲۱۰۰۰۰ بلوک به نصف کاهش می یابد (تقریبا هر چهار سال یکبار). چنین فرایندی به نصف شدن بیت کوین یا هاوینگ بیت کوین معروف است. یارانه بلوک بیت کوین به ۲۵ بیت کوین در سال ۲۰۱۲ و به ۱۲٫۵ بیت کوین در سال ۲۰۱۶ کاهش یافت. همانطور که انتظار میرفت آخرین نصف شدن بیت کوین در ۱۱ می سال ۲۰۲۰ اتفاق افتاد و احتمالاً نصف شدن بعدی در سال ۲۰۲۴ اتفاق می‌افتد.
کوین های تازه تولید شده توسط نوع خاصی از معاملات به نام معامله coinbase ایجاد می‌شوند. به طور معمول، معامله coinbase اولین معامله ای است که در یک بلوک اضافه میشود و اساساً از هیچ چیز کوین تولید نمی‌کند زیرا سکه ها از یک ورودی خالی واحد حاصل می‌شوند.
نصف کردن یا halving
در فضای ارزهای دیجیتال، اصطلاح نصف کردن به فرایندی گفته میشود که نرخ انتشار کوین های جدید را کاهش می‌دهد. به عبارت دقیق تر، نصف کردن، کاهش دوره ایِ یارانه بلوکِ ارائه شده به ماینر ها است. نصف کردن این اطمینان را می دهد که دارایی رمزنگاری تا زمانی که به حداکثر میزان عرضه خود نرسد، از نرخ انتشار ثابت خود پیروی خواهد کرد.
وقتی صحبت از بیت کوین میشود، کوین های خبری به طور مداوم به عنوان بخشی از پاداش بلوک (که از یارانه بلوک به علاوه هزینه معاملات ساخته شده است) تولید می‌شوند. بنابراین هر بار که یک ماینر با موفقیت “کشف” می‌کند و یک بلاک جدید را تأیید می‌کند، کوین های تازه ایجاد شده را به عنوان پاداش برای کار خود به دست می‌آورد.
بنابراین فرآیند استخراج همان چیزی است که بیت کوین های جدید را وارد سیستم می‌کند و اینکار با سرعت قابل پیش بینی و کنترل شده ای انجام میشود. بلاک های جدید بیت کوین به طور متوسط هر ۱۰ دقیقه استخراج می‌شوند و یارانه بلاک ها از نرخ تباهی کنترل شده پیروی می‌کنند. بر این اساس، نصف سازی همان چیزی است که اطمینان می‌دهد یارانه بلوک در هر ۲۱۰۰۰۰ بلوک ۵۰ درصد کاهش می‌یابد (تقریبا هر چهار سال).
با شروع بلوک جنسیس یا پیدایش، یارانه بلوک بیت کوین در ابتدا ۵۰ بیت کوین تعیین شد. سپس، در سال ۲۰۱۲ به ۲۵ بیت کوین و در ۲۰۱۶ به ۱۲٫۵ بیت کوین کاهش یافت. وقتی ۳۲ نصف شدن اتفاق بیفتد، روند کار متوقف میشود و دیگر هیچ بیت کوینی ایجاد نمی‌شود. در این مرحله حداکثر عرضه ۲۱ میلیون بیت کوین حاصل خواهد شد.
نصف کردن بخش مهمی از پروتکل بیت کوین است و بخاطر متن باز بودن آن، هر کسی قادر به دیدن آن است. به عنوان مثال، کد پیاده سازی Bitcoin Core در GitHub در دسترس است و یکی از بخش های کدی که یارانه بلوک را تعریف می‌کند به شرح زیر است:
CAmount GetBlockSubsidy(int nHeight, const Consensus::Params& consensusParams)
{
int halvings = nHeight / consensusParams.nSubsidyHalvingInterval;
// Force block reward to zero when right shift is undefined.
if (halvings >= 64)
return 0;
CAmount nSubsidy = 50 * COIN;
// Subsidy is cut in half every 210,000 blocks which will occur approximately every 4 years.
nSubsidy >>= halvings;
return nSubsidy;
}
