بناء منصة بلوك تشين

ما هي تقنية البلوك تشين – Blockchain؟

البلوك تشين يُعرف باللغة العربية باسم تقنية سلسلة الكتل هو باختصار شديد عبارة عن نوع من قواعد البيانات الضخمة، التي يتم عن طريقها تسجيل وتخزين المعاملات المختلفة.

وتختلف قاعدة بيانات Blockchain عن قواعد البيانات التقليدية في الطريقة أو الآلية التي يتم عن طريقها تنظيم وتخزين المعلومات التي تحتوي عليها. فمن خلال تقنية Blockchain، يتم تخزين البيانات في مجموعات تُسمى بالكتل، وتتمتع كل كتلة بسعة تخزينية معينة، عندما تمتلئ يتم ربطها بالكتلة المملوءة مسبقًا؛ لتشكل بذلك سلسلة من البيانات، ومن هنا جاء اسم سلسلة الكتل.

وتتم عملية التحقق من البيانات التي يتم تخزينها على هذه الكتل، من خلال مستخدمين آخرين في نفس النظام، وبمجرد التحقق منها لا يمكن تغييرها أو تعديلها بأي شكل من الأشكال، حيث يتم إضافتها إلى سلسلة الكتل الدائمة الأخرى التي تم التحقق منها مسبقًا.

وتعتمد تقنية سلسلة الكتل بشكل أساسي على مبدأ اللامركزية، حيث لا تتطلب وجود أي وسيط أو طرف ثالث لتسجيل البيانات. بمعنى آخر، يمكن القول بأن Blockchain هو عبارة نظام دفتر أستاذ رقمي، يستخدم سجلًا مفتوحًا وموزعًا لتتبع المعاملات المختلفة.

وأصبح يُنظر إلى تقنية البلوك تشين مؤخرًا على أنها تقنية ثورية، يمكن استخدامها لتسجيل أو توثيق أي نوع من المعاملات بالعالم كله. في سجل واحد موجود على الإنترنت.

كيف تعمل؟

لقد تمّ التطرق لمفهوم تقنية Blockchain في الكثير من الكتب. ولكن دعنا نلقي نظرة على المفاهيم الأساسية لهذه التقنية آخذين البتكوين على سبيل المثال:

تقوم تكنولوجيا Blockchain بتسجيل المعلومات المتعلقة بعمليات البتكوين، مثل مصدر هذا المال والوِجهة الّتي أُرسلَ إليها. وتوقيت هذه العملية، وقيمتها، والرسوم المدفوعة فيها، وكل ما يتعلق بهذه العملية من معلومات. يتم تخزين جميع هذه المعلومات في سلسلة من “الكتل / بلوك “، والّتي تشبه إلى حدٍّ ما الوعاء. في حالة البتكوين، تحتوي كل بلوك على بيانات مخزنة ل2000 عملية (على الأقل حتى أواخر العام 2017). كما وترتبط كتل العمليات مع روابط مساعدة التشفير.

يمكن للبلوك تشين تخزين مختلف أنواع البيانات، مثل: تفاصيل عمليات العملات المشفرة. ومحتويات سجل الأراضي، وسجلات التأمين، والتاريخ الصحي، وتاريخ حوادث السيارات، وتغيّرات سندات الملكية، وغيرها. كما ويمكنها العمل كمنصة للتطبيقات الأخرى.

بلوك تشين، والّتي تعمل كدفاتر سجلات مُوَزّعة بأختام زمنية محددة للعمليات تُخزن (في أغلب الحالات) من خلال شبكات لا مركزية من أجهزة الحاسوب، والتي تسمّى أيضاً “العُقَد”، بحيث يقوم كل جهاز من أجهزة الحاسوب بتخزين بلوك تشين كاملةً.

ميّزات البلوك تشين:

-تعد Blockchain غير قابلة للتعديل، حيث أنّ أي تغيير عليها يتطلب قوة حوسبية هائلة. كما أنّ بلوك تشين تصبح أكثر أماناً كلما زادت أقدميتها.
-تمتاز بلوك تشين إلى حدٍّ ما بالشفافية. حيث يمكن لأيّ شخص الاضطلاع على البيانات المخزنة في البلوك تشين (البتكوين على سبيل المثال) التي يمكن عرض جميع العمليات المخزنة حولها باستخدام متصفح بلوك تشين. إلّا أنّ بعض تقنيات بلوك تشين تمنح المزيد من إخفاء الهوية.
-تميل بلوك تشين إلى اللامركزية، حيث لا يوجد سلطة مركزية تحكمها على خلاف قواعد البيانات التقليدية الّتي يمكن حجبها ومراقبتها من قبل مالِكها. ويمكن للبلوك تشين الحفاظ على فعاليتها على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع في حال حدوث أي خلل في الشبكة. إلّا أنّ هناك توجهات لمشاريع إيجاد بلوك تشين أكثر مركزية.

جميع هذه الميّزات تبعث الأمل في تحويل إجراءاتنا اليومية الروتينية إلى إجراءات أكثر فاعليةً، وشفافيةً، وسرعةً، وأقلّ تكلفةً.

أنواع البلوك تشين:

هناك نوعان من البلوك تشين:

• عامة، (مثل البتكوين)، حيث يمكن لأيّ شخص الانضمام لشبكة العقد.
• خاصة، (تستخدم غالباً من قبل الشركات)، حيث يمكن فقط للأشخاص الّذين لديهم الإذن بإضافة أجهزتهم الخاصة إلى الشبكة.

كيف يمكنني بناء منصة بلوك تشين كاملة؟

فيما يلي مجموعة من الخطوات التي يمكنك من خلالها بناء منظومة بلوك تشين من الصفر:

الخطوة الأولى: تحديد حالات الاستخدام

نظرًا لأن تقنية Blockchain سوف تغير الطريقة التي ستتم بها المعاملات في المستقبل. يجب أن يكون المطورون مؤهلين وقادرين على فهمها.

لذلك، قبل أن تبدأ في تطوير Blockchain الخاص بك، سوف تحتاج إلى معرفة حالات استخدامه.

وفيما يلي قائمة تضم مجموعة من حالات الاستخدام الشائعة لتقنية البلوك تشين. والتي يمكن أن تساعدك في تحديد حالات الاستخدام الخاصة بالمنصة التي تريد بناءها:

• المصادقة والتحقق من البيانات.
• إجراء المعاملات المالية.
• إدارة الأصول الرقمية.
• إبرام العقود الذكية – Smart Contracts .
• تسجيل ملكية العقارات.
• التصويت في الانتخابات.
• مشاركة المعلومات الطبية.
• إدارة سلاسل التوريد.

الخطوة الثانية: تحديد آلية الإجماع المناسبة

تعمل شبكات Blockchain من خلال آليات إجماع مختلفة، أبرزها آلية إثبات العمل –PoW، التي تتبعها غالبية الشبكات. ولكن مع التطورات المستمرة التي تشهدها الساحة الرقمية، ظهرت العديد من الآليات الأخرى مثل آلية إثبات الحصة – PoS. وآلية إثبات السلطة – PoA، وآلية إثبات التغطية – PoC، وتفويض إثبات الحصة DPoS، وغيرها.

اعتمادًا على حالات الاستخدام الخاصة بمنصتك، يجب تحديد آلية الإجماع الأنسب.

الخطوة الثالثة: تحديد النظام الأساسي الأكثر ملاءمة

هناك العديد من أنظمة دفتر الأستاذ الموزعة المتاحة، ومعظمها مجاني ومفتوح المصدر. يجب عليك اختيار النظام المناسب بناءً على آلية الإجماع التي اخترتها، في الخطوة الثانية.

الخطوة الرابعة: تصميم العُقد – Nodes

يشير مصطلح العُقد إلى أصحاب المصلحة في الشبكة وأجهزتهم المخولة بتتبع دفتر الأستاذ الموزع، والعمل كمراكز اتصال لمختلف مهام الشبكة. وتتمثل المهمة الأساسية لعقدة البلوك تشين في تأكيد شرعية كل دفعة من معاملات الشبكة، والمعروفة باسم الكتل.

وعند تطوير البلوك تشين الخاص بك يجب التفكير فيما ما إذا كانت العُقد سوف تعمل على السحابة أم في مكان العمل أم كلاهما. كما يجب أيضًا مراعاة بعض الأمور الأخرى المتعلقة بالعُقد مثل المعالجات والذاكرة والمساحة وغيرها.

وأخيرًا، يجب اختيار أنظمة التشغيل التي سيتم استخدامها كأساس، وهي عادة ما تكون Ubuntu أو CentOS أو Debian أو Fedora أو Red Hat أو Windows.

الخطوة الخامسة: تصميم نموذج البلوك تشين

تحتاج معظم منصات Blockchain إلى تصميم نموذج مخطط بعناية للعناصر التالية:

• الأذونات.
• إصدار الأصول.
• إعادة إصدار الأصول.
• إدارة المفاتيح.
• التوقيعات.
• الأصول الأصلية.
• تنسيقات العنوان.
• التنسيقيات الرئيسية.
• المصافحة.

هناك بعض العناصر التي يمكن تحديثها أثناء وقت التشغيل، ولكن هناك عناصر أخرى لا يمكن تحديثها. لذلك فهذه الخطوة في منتهى الأهمية.

الخطوة السادسة: بناء واجهات برمجة التطبيقات – APIs

تحتوي بعض منصات Blockchain غير القابلة للتغيير على واجهات برمجة تطبيقات مدمجة مسبقًا. في حين أن البعض الآخر ليس كذلك.

وفيما يلي قائمة تضم أكثر واجهات برمجة التطبيقات شيوعًا، والتي سوف تحتاجها من أجل بناء منظومة بلوك تشين:

• إنشاء أزواج العناوين والمفاتيح.
• العمل في الوظائف المتعلقة بالتدقيق.
• التحقق من البيانات باستخدام التجزئة والتوقيعات الرقمية.
• تخزين واسترجاع البيانات.
• إدارة دورة حياة الأصول الذكية، مثل الإصدار والدفع والتبادل والضمان.
• العقود الذكية.

الخطوة السابعة: تخطيط واجهة المسؤول والمستخدم

سوف تحتاج في هذه الخطوة إلى تحديد الواجهة الأمامية ولغات البرمجة. كما ستحتاج أيضًا إلى اختيار قواعد البيانات والخوادم الخارجية، بما في ذلك خوادم الويب وخوادم FTP وخوادم البريد الإلكتروني.

الخطوة الثامنة: دمج التقنيات الحديثة

قد يؤدي دمج التقنيات الحديثة مثل الذكاء الاصطناعي – AI، وإنترنت الأشياء IoT، وتحليلات البيانات، والسحابة، والخدمات المعرفية. والقياسات الحيوية، وChatBots، وغيرها، إلى منصة البلوك تشين الخاصة بك إلى تعزيز قوتها بشكل كبير.

فقد أثبتت هذه التقنيات قدرتها على تحسين وظائف البلوك تشين، وكذلك أيضًا الخدمات التي يقدمها.

معايير يجب مراعاتها عند بناء نظام بلوك تشين

هناك مجموعة من المعايير التي يجب عليك مراعاتها عند بناء منصة البلوك تشين الخاصة بك، وهي كالتالي:

بناء نظام بيئي داعم للمنصة

عندما يشارك عدد كبير من الأطراف، فإن البلوك شين سوف يعمل بشكل أفضل. يمكن أن يساعد إنشاء مجتمع داخل مؤسسة أو قطاع تكنولوجي إلى تعزيز الثقة بين المستخدمين. والسماح بوضع معايير وقواعد تحدد نموذج البلوك تشين.

معالجة المخاوف التنظيمية والأمنية

يجب بناء منصة Blockchain بشكل صحيح، بحيث تكون قادرة على معالجة المخاوف التنظيمية، والتوافق مع الإجراءات المختلفة. كما يجب أيضًا مراعاة مشكلات الخصوصية والأمن السيبراني.

المشاركة في وضع النظام الأساسي

لا تزال تقنية Blockchain حديثة العهد، وبالتالي فهي تفتقر إلى وجود قدر كبير من التنظيم. ولذلك، لا يجب أن يقتصر دور المطورين والشركات على المراقبة فقط. بل يجب عليهم أيضًا المشاركة بفعالية في تحديد النظام الأساسي.

ويمكن للشركات والمجتمع ككل الاستفادة، من خلال طرح أسئلة على المنظمين، وكذلك أيضًا تقديم أفكار تنظيمية. كما يجب أن تتعاون الشركات مع السلطات؛ لتحديد قواعد البلوك تشين الجديدة، وأفضل الممارسات.

ما هي العقود الذكية – Smart Contract؟

يمكن تعريف العقود الذكية بأنها عقود رقمية. يتم استخدامها لتبادل الأصول المختلفة بين طرفي البيع والشراء، دون الحاجة إلى أي وسيط أو سلطة مركزية أو نظام قانوني. وبمجرد استيفاء شروط العقد يتم تنفيذه ذاتيًا، وهو ما يلغي الحاجة إلى التدخل اليدوي.

ويتم تخزين هذه العقود في شكل سطور من التعليمات البرمجية على تقنية البلوكتشين – Blockchain. وبسبب اعتماد هذه العقود على تقنية البلوكتشين، فإنها توفر مستويات غير مسبوقة من الأمان والكفاءة والثبات.

وبالتالي يمكننا القول بأن العقود الرقمية مثلها مثل العقود العادية التي تسمح لك بتبادل الممتلكات أو الأموال أو الأسهم أو أي شيء ذو قيمة بشكل آمن وشفاف، ولكنها تختلف في أنها تتم بشكل رقمي ولا مركزي.

أفضل منصات بلوك تشين آمنة وموثوقة

Ethereum .1 

منصة إيثيريوم تعبر من أقدم وأكثر منصات بلوك تشين استعمالا في العالم. حتى أنها قامت بتطوير عملتها الرقمية ETH الذي تعتبر من أفضل العملات الرقمية قيمة والتي لها مستقبل. إيثيريوم هي منصة بلوك تشين ذات سمعة طيبة، كما أنها تمتلك مجتمع كبير من المطورين والباحثين. القوة الحقيقة لمنصة Ethereum تتمثل في أنها مفتوحة المصدر، وهو ما يسمح بمجال كبير من الإبداع للمؤسسات والأفراد. أيضا المشاكل الرئيسية التي تواجه إيقيريوم هي سرعة معالجة المعاملات البطيئة ورسوم المعاملات المرتفعة. خصوصا مع ارتفاع تكلفة الطاقة بشكل كبير خلال السنوات الأخيرة.

Hyperledger Fabric .2 

منصة هايبر ليدجر هي منصة بلوكشين معيارة تركز خدماتها على المعاملات بين الشركات B2B. والتي تم إطلاقها سنة 2016 على نظام Linux Foundation كجهد ابتكاري مفتوح المصدر لتعزيز صناعة بلوك تشين. توفر منصة Hyperledger بيئة آمنة وقابلة للتطوير لدعم العقود السرية والمعاملات الخاصة. كما أنها تدعم العقود الذكية متعددة اللغات على عكس العديد من المنصات المنافسة. تم تبني Hyperledger حتى الآن من طرف أكثر من 250 مؤسسة كبيرة منها IBM، SAP، Samsung و American Express. كما أنها حظيت بدعم كبار المستثمرين والشركات الكبرى في العالم.

IBM Blockchain .3 

منصة Blockchain IBM حديثة نوعا ما، لكنها أثبت قدرة ابتكارية كبيرة وتنافسية حلولها المالية في السوق. صحيح أنها حل خاص لشركة IBM. إلا أن برمجيتها مفتوحة المصدر وهو ما يترك هامشا كبيرا للتطوير أمام المؤسسات والأفراد. تدعم Blockchain IBM لغات متعددة مثل JAVA و GO لتحرير العقود الذكية. وبالتالي إتاحة هذه الإمكانية أمام أكبر قدر من المستخدمين. رغم كل الإيجابيات السالفة إلا أن الحلول التي تقدمها IBM تبقى ذات تكلفة أعلى مقارنة بالمنصات الأخرى. لذلك لا تناسب إلا المؤسسات المالية الكبرى وليس صغار المطورين.

Stellar .4 

منصة لا مركزية تماما حيث يتمتع المطورون والمساهمون بالسيطرة الكاملة على الشبكة. مما جعلها منصة بلوك تشين متعددة الإستخدامات بحلول متطورة وغير مكلفة. تشتغل رفقا لبروتوكول الإجماع الخاص (consensus protocol) المختلف عن أنظمة إثبات العمل (proof-of-work) التي يتبناها إيثيريوم. وهو مما يمنحها سرعة أكبر فى المصادقة على المعاملات. أبرز التحديات التي تواجه تطوير منصة Stellar هو أنها صعبة الإستخدام. كما تفرض التعامل بعملتها الرقمية XLR و بمعدل تضخم سنوي %1.

Cardano .5 

كاردانو عبارة عن منصة Blockchain لإثبات الملكية (proof of steak) مفتوحة مصدر ولا مركزية. تم تأسيس كاردانو سنة 2015 من طرف المؤسس المشارك لشركة إيثيريوم Charles Hoskinson. وهو ما يعطى إشارة إيجابية أن المشروع يقف وراءه فريق محترف. أيضا عملة كاردانو Ada هي أكبر عملة رقمية استعمالا ل Proof-of-steak blockchain. والذي يعتبر أكثر حل مراعاة للبيئة مقارنة مع باقي بروتوكولات إثبات العمل. تم تصميم بلوك تشين كاردانو للسماح للمستخدمين بإجراء المعاملات عن طريق سلاسل كتل جانبية مختلفة عن بلوك تشين الرئيسي. والإتصال بينها ينشئ رابطا يسمح بتبادل الرموز الرقمية بين بلوك تشين الرئيسي والجانبي.

Ripple .6

تم تصميم بيئة نظام بلوك تشين Ripple مع التركيز على تقديم الخدمات للقطاع المالي بنظام لا مركزي وكود مفتوح المصدر. وذلك لتسهيل مهمة تطوير وتحديث المنصة من طرف المختصين. تمتلك منصة ريبل عملتها الرقمية الخاصة، لكن ليس من الضروري استخدامها من طرف المطورين عند تطوير التطبيقات على النظام. أصبح بلوك تشين Ripple من الحلول الموثوقة لمئات المؤسسات المالية بفضل الشفافية، سرعة الإستجابة وتكاليفه المنخفضة. أبرز ما يعاب على منصة الريبل أنها لا تدعم لحد الآن العقود الذكية. لكن من المتوقع إضافة هذه الخاصية خلال التحديثات المستقبلية.

Corda .7 

تعتبر Corda من أفضل منصات Blockchain الآمنة والمرخصة، مما يجعلها خيارا جيدا لتطوير تطبيقات بلوك تشين المالية. تشتغل منصة Corda وفق نظام الهوية الواحدة والعضوية المشتركة. والذي يتيح ربط الهويات بالكيانات القانونية فقط وبالتالي تقليل المخاطر الأمنية لأقصى حد. Corda خيار مناسب للشركات لإجراء المعاملات عبر شبكات متعددة حيت يمكن دمجها مع أي وسيلة دفع متوفرة. أبرز مشاكلها هي بطئ المعاملات والتكاليف المرتفعة، فهي لا تقوم بجميع المعاملات في كتلة واحدة.