تضمین اطلاعات داده ها در بلاکچین

امنیت اطلاعات یکی از چالش‌های اساسی در دنیای دیجیتال امروز است. از آنجا که بسیاری از داده‌ها و تراکنش‌های حیاتی به صورت آنلاین انجام می‌شوند، حفظ محرمانگی، یکپارچگی و دسترسی امن به این اطلاعات امری ضروری به‌نظر می‌رسد. در این میان، فناوری بلاک چین به عنوان یک نوآوری برجسته، تحول بزرگی در نحوه ذخیره‌سازی و انتقال اطلاعات ایجاد کرده است. بلاک چین نه تنها امنیت اطلاعات را به‌طور مؤثری تقویت می‌کند، بلکه باعث ایجاد یک ساختار مقاوم در برابر حملات و تهدیدات مختلف می‌شود. در این مقاله از بلاگ کیف پول من به بررسی نحوه عملکرد بلاک چین و ویژگی‌های امنیتی آن خواهیم پرداخت. 

بلاک چین چیست؟  

بلاک چین یک فناوری نوآورانه برای ذخیره‌سازی و انتقال اطلاعات است که بر مبنای ساختاری توزیع‌شده و غیرمتمرکز عمل می‌کند. برخلاف پایگاه‌های داده سنتی که تحت کنترل یک نهاد مرکزی قرار دارند، در بلاک چین، اطلاعات در میان شبکه‌ای از رایانه‌های متصل توزیع می‌شود. این ساختار باعث می‌شود که هیچ فرد یا سازمانی به‌تنهایی نتواند داده‌ها را تغییر دهد یا کنترل کاملی بر آن‌ها داشته باشد.  
بلاک چین از زنجیره‌ای از بلوک‌های اطلاعاتی تشکیل شده است که هر بلوک شامل مجموعه‌ای از داده‌های تاییدشده است. این بلوک‌ها از طریق الگوریتم‌های رمزنگاری به یکدیگر متصل می‌شوند و زنجیره‌ای امن و تغییرناپذیر را شکل می‌دهند. فرآیند تأیید و اضافه شدن هر بلوک به شبکه توسط نودهای (گره‌های) مشارکت‌کننده انجام می‌شود که صحت اطلاعات را بررسی و تأیید می‌کنند.  
شفافیت، امنیت بالا و مقاومت در برابر دستکاری، از مهم‌ترین ویژگی‌های بلاک چین هستند. این فناوری در بسیاری از حوزه‌ها مانند امور مالی، قراردادهای هوشمند، مدیریت زنجیره تأمین و حتی هویت دیجیتال مورد استفاده قرار می‌گیرد و چشم‌انداز آینده آن، گسترش کاربری‌ها و تحول در شیوه مدیریت داده‌ها است.

نحوه امنیت اطلاعات در بلاک چین

بلاک چین به‌عنوان یک سیستم توزیع‌شده و غیرمتمرکز، از روش‌های پیشرفته‌ای برای حفظ امنیت داده‌ها و اطلاعات استفاده می‌کند. امنیت اطلاعات در این فناوری به‌واسطه الگوریتم‌های اجماع و مکانیسم‌های تایید تراکنش‌ها تامین می‌شود که بدون نیاز به یک نهاد مرکزی، صحت داده‌ها را بررسی و تایید می‌کنند. این روش‌ها به‌ویژه در دو الگوریتم اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) نقش اساسی دارند.

• اثبات کار (PoW): الگوریتم اثبات کار یکی از پرکاربردترین روش‌های امنیتی در بلاک چین است که به‌ویژه در ارزهای دیجیتالی مانند بیت‌کوین و لایت‌کوین استفاده می‌شود. در این مکانیسم، ماینرها (شرکت‌کنندگان شبکه) برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها و ایجاد بلوک‌های جدید، به حل مسائل پیچیده ریاضی می‌پردازند. اولین ماینری که قادر به حل این پازل‌ها باشد، حق اضافه کردن بلوک جدید را به دست می‌آورد و در ازای تلاش‌های خود پاداش می‌گیرد.
  این مکانیسم امنیتی، به‌دلیل نیاز به قدرت پردازشی بالا، هزینه‌های زیادی به‌دنبال دارد که باعث می‌شود اغلب توان محاسباتی شبکه به‌صورت صادقانه و بدون تقلب عمل کند. از آنجا که تغییر اطلاعات در بلوک‌های قبلی نیاز به تغییر تمام بلوک‌های بعدی دارد، تغییر داده‌ها در یک بلاک چین با استفاده از الگوریتم اثبات کار (PoW) به‌طور قابل توجهی دشوار و عملی غیرممکن می‌شود. همچنین، نظارت مداوم ماینرها بر یکدیگر به جلوگیری از دستکاری اطلاعات کمک می‌کند.
  
• اثبات سهام (PoS): اثبات سهام یک روش جایگزین برای تأمین امنیت بلاک چین است که نیاز به محاسبات سنگین مانند PoW ندارد. در این الگوریتم، اعتبارسنج‌ها (نهادهایی که تراکنش‌ها را تایید می‌کنند) بر اساس میزان ارزهای دیجیتال که در شبکه به‌عنوان وثیقه یا استیکینگ قرار داده‌اند، انتخاب می‌شوند. این فرآیند به آن‌ها انگیزه می‌دهد که به‌طور صادقانه و صحیح عمل کنند، زیرا در صورت تقلب، دارایی‌های خود را از دست می‌دهند.
  در سیستم اثبات سهام (PoS) نیز، تغییر داده‌ها در بلاک‌های قبلی به‌خاطر تاثیر جمعی هش تراکنش‌ها و ویژگی‌های ساختاری بلاک چین غیرممکن است. این مکانیسم ضمن حذف نیاز به تجهیزات استخراج پرهزینه، امنیت را از طریق تایید تراکنش‌ها و توافق جمعی حفظ می‌کند.

در نهایت، بلاک چین با استفاده از این الگوریتم‌ها امنیتی قوی را به‌وجود می‌آورد که اطلاعات ثبت‌شده در آن را از دستکاری و حملات محافظت می‌کند و امکان اطمینان از صحت داده‌ها را بدون نیاز به اعتماد به یک نهاد مرکزی فراهم می‌کند.

نحوه امنیت اطلاعات در بلاک چین با هش رمزنگاری

امنیت اطلاعات در بلاک چین از روش‌های پیچیده‌ای برای حفظ تمامیت داده‌ها و جلوگیری از هرگونه دستکاری استفاده می‌کند. یکی از مؤلفه‌های اساسی که به این امنیت کمک می‌کند، هش رمزنگاری است. بلاک چین به‌عنوان یک سیستم غیرمتمرکز، از ساختاری استفاده می‌کند که به‌طور ذاتی تغییرناپذیر است. به این معنی که داده‌ها پس از ثبت در بلاک، به‌طور دائمی در زنجیره باقی می‌مانند و هیچ‌گونه تغییری نمی‌توان در آن‌ها اعمال کرد. این ویژگی به‌ویژه برای حفظ تاریخچه و ایجاد شفافیت در تراکنش‌ها اهمیت زیادی دارد.

هش رمزنگاری چیست و چگونه کار می‌کند؟

هش رمزنگاری به‌عنوان یک تابع ریاضی، داده‌ها را به یک خروجی ثابت و منحصر به فرد تبدیل می‌کند. این تابع مانند یک "مخلوط‌کن" است که هر ورودی، چه داده‌ای بزرگ یا کوچک، را به یک نتیجه‌ی ثابت و به اندازه مشخص تبدیل می‌کند. ویژگی بارز هش این است که حتی تغییر کوچک در داده‌ها، تغییرات بزرگی در خروجی ایجاد می‌کند، به‌طوری که تغییر یا حذف داده‌ها به‌راحتی قابل شناسایی خواهد بود.
هش رمزنگاری از چندین ویژگی کلیدی برخوردار است که آن را برای تضمین امنیت اطلاعات در بلاک چین بسیار مؤثر می‌سازد:

• قطعی بودن: هر ورودی یکسان همیشه همان خروجی هش را تولید می‌کند. به این ترتیب، اگر یک داده مشخص وارد سیستم شود، همیشه همان هش خاص برای آن ایجاد می‌شود.
• سرعت بالای محاسبات: فرآیند هش باید سریع باشد تا تراکنش‌ها در شبکه بلاک چین به‌طور مؤثر پردازش شوند.
• مقاومت در برابر پیش‌تصویر: از آنجا که استخراج داده‌های اصلی از هش غیرممکن است، امکان دسترسی به اطلاعات اولیه از طریق خروجی هش وجود ندارد. این ویژگی از امنیت اطلاعات محافظت می‌کند.
• مقاومت در برابر برخورد: هیچ‌گاه دو ورودی مختلف نباید همان هش را تولید کنند، که این ویژگی از بروز تقلب یا تصادفی بودن داده‌ها جلوگیری می‌کند.

نحوه امنیت اطلاعات در بلاک چین با تمرکززدایی داده‌ها

یکی از ویژگی‌های برجسته بلاک چین که آن را به یک سیستم امن و مقاوم تبدیل می‌کند، ساختار غیرمتمرکز آن است. در سیستم‌های متمرکز سنتی، یک نقطه شکست ممکن است کل سیستم را در معرض خطر قرار دهد. برای مثال، حملات سایبری به سرور مرکزی می‌توانند به راحتی دسترسی به داده‌ها را مختل کنند. اما در بلاک چین، اطلاعات در هزاران گره مختلف در سراسر جهان ذخیره می‌شود و هر گره نسخه‌ای از اطلاعات را نگهداری می‌کند.
این سیستم غیرمتمرکز باعث می‌شود که حتی اگر یکی از گره‌ها مورد حمله قرار بگیرد یا از کار بیافتد، سایر گره‌ها همچنان اطلاعات صحیح و کامل را در اختیار دارند. به این ترتیب، بلاک چین همیشه قادر است به‌طور یکپارچه و بدون اختلال عمل کند. مهاجمان برای دستکاری داده‌ها یا تغییر اطلاعات باید بتوانند اکثریت گره‌ها را تحت کنترل خود درآورند که این کار، از نظر عملی و محاسباتی، غیرممکن است.
همچنین، از آنجا که داده‌ها به‌طور همزمان در چندین نقطه ذخیره می‌شوند، حملات سایبری یا نقص در سیستم به سختی می‌تواند کل شبکه را تحت تاثیر قرار دهد. این ویژگی به‌طور قابل‌توجهی امنیت اطلاعات در بلاک چین را افزایش می‌دهد و از دستکاری داده‌ها یا اختلال در روند تراکنش‌ها جلوگیری می‌کند. به عبارت دیگر، این ویژگی غیرمتمرکز بلاک چین باعث می‌شود که امنیت اطلاعات آن در برابر حملات و خرابی‌های سیستم به شدت تقویت شود.

امنیت اطلاعات در بلاک چین‌های عمومی

بلاک چین‌های عمومی مانند بلاکچین بیت کوین و اتریوم به‌عنوان شبکه‌هایی اپن سورس شناخته می‌شوند که هیچ‌گونه مجوز خاصی برای پیوستن به آن‌ها لازم نیست. هر فردی می‌تواند به این شبکه‌ها ملحق شده و در فرآیند تایید تراکنش‌ها مشارکت کند. یکی از ویژگی‌های بارز این بلاک چین‌ها، دسترسی آزاد به کد منبع آن‌ها است که باعث می‌شود تمام جزئیات و الگوریتم‌های اجرایی این شبکه‌ها برای عموم قابل مشاهده باشد.
این ویژگی منبع‌باز، نه تنها به برنامه‌نویسان و توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که به صورت مداوم کدهای بلاک چین را بررسی و بهبود دهند، بلکه به جوامع مختلف این فرصت را می‌دهد که مشکلات امنیتی یا آسیب‌پذیری‌های موجود را شناسایی و رفع کنند. هرچند این ویژگی برای ارتقای امنیت شبکه مفید است، اما همزمان ممکن است هکرها و گروه‌های مخرب نیز از این دسترسی برای جستجوی نقاط ضعف استفاده کنند.
با این حال، چون هرگونه تغییر در کد بلاک چین عمومی باید توسط اعضای جامعه تایید شود، هر تلاش برای دستکاری یا حمله به شبکه با چالش‌های قابل توجهی مواجه است. این فرآیند تضمین می‌کند که امنیت و یکپارچگی داده‌ها در این شبکه‌ها به‌طور مستمر حفظ شود و خطرات ناشی از حملات به حداقل برسد.

مسئولیت امنیت اطلاعات در بلاک چین‌های عمومی

امنیت اطلاعات در بلاک چین‌های عمومی مسئولیتی است که به‌طور گسترده و غیرمتمرکز در بین تمامی اعضای شبکه توزیع می‌شود. در این سیستم‌ها، بنیان‌گذاران اولیه بلاک چین وظیفه دارند تا کد اولیه شبکه را طراحی کرده و پیشرفت آن را از طریق مشارکت‌های فعال اعلام کنند. اما از آن‌جایی که این شبکه‌ها غیرمتمرکز هستند، مسئولیت کلی امنیت آن‌ها به تمامی اعضای شبکه واگذار می‌شود. در واقع، اعتبارسنج‌ها، اپراتورهای گره، توسعه‌دهندگان و کاربران همه به‌طور مستقیم یا غیرمستقیم در امنیت بلاکچین مشارکت دارند.
برای نمونه، در شبکه‌های بلاک چین مانند اتریوم، نقش اعتبارسنج‌ها که مسئول تایید تراکنش‌ها هستند، بسیار مهم است. این افراد و گروه‌ها با مشارکت در فرآیند تایید و اجماع، امنیت داده‌ها را در سطح شبکه حفظ می‌کنند. در همین حال، توسعه‌دهندگان با نوشتن و بهبود کد شبکه نیز نقشی اساسی در افزایش امنیت دارند. کاربران نیز با رعایت پروتکل‌های امنیتی و مراقبت از دارایی‌های خود به امنیت شبکه کمک می‌کنند.
در نهایت، هیچ نهاد واحدی نمی‌تواند مسئولیت کامل امنیت بلاک چین‌های عمومی را برعهده گیرد. به همین دلیل، نگهداری و به‌روزرسانی این شبکه‌ها توسط جوامع توسعه‌دهندگان و بنیادهای مرتبط انجام می‌شود. به‌عنوان مثال، در مورد بیت کوین، تیم‌های اختصاصی از نگهبانان مسئول به‌روزرسانی نرم‌افزار Bitcoin Core هستند و هرگونه تغییر پیشنهادی در شبکه باید از طریق اجماع کلی پذیرفته شود. این فرآیند از طریق پیشنهادات بهبود شبکه (BIP) انجام می‌شود که هر فردی می‌تواند آن‌ها را ارائه دهد و برای رأی‌گیری به جامعه توسعه‌دهندگان معرفی کند.

امنیت اطلاعات در بلاک چین‌های خصوصی

امنیت در بلاک چین‌های خصوصی با توجه به ویژگی‌های متمرکز آن‌ها، به شکلی متفاوت از بلاک چین‌های عمومی مدیریت می‌شود. در بلاک چین‌های خصوصی، دسترسی به شبکه محدود به کاربران خاص است و تنها نهادهایی که مجوز دسترسی دارند می‌توانند در آن شرکت کنند. این ویژگی، امنیت شبکه را از نظر کنترل و نظارت قوی‌تر می‌کند اما در عین حال، خطرات خاص خود را به همراه دارد.
چنین ساختاری باعث می‌شود که بلاک چین‌های خصوصی از نظر مقاومت در برابر تهدیدات خارجی و حملات سایبری به‌طور بالقوه آسیب‌پذیرتر از شبکه‌های عمومی باشند. دلیل این آسیب‌پذیری در این است که تنها یک نهاد مسئول نظارت و امنیت شبکه است، بنابراین هرگونه تهدید می‌تواند تمام سیستم را تحت تأثیر قرار دهد. برخلاف بلاک چین‌های عمومی که شبکه‌ای غیرمتمرکز دارند و داده‌ها به‌طور گسترده‌تری پخش می‌شوند، بلاک چین‌های خصوصی تنها یک نقطه شکست دارند که می‌تواند کل امنیت شبکه را به خطر بیندازد.
با این حال، بلاک چین‌های خصوصی معمولاً از نظر سرعت و کارایی برتر از نوع عمومی هستند، زیرا نیاز به انجام محاسبات پیچیده برای تأیید تراکنش‌ها ندارند. این موضوع باعث می‌شود که اجرای تراکنش‌ها در این شبکه‌ها سریع‌تر انجام شود. با این وجود، این نوع شبکه‌ها با خطراتی مانند احتمال دستکاری داده‌ها و تغییرات ناخواسته در سیستم مواجه‌اند، چراکه مسئولیت حفظ یکپارچگی شبکه به‌طور متمرکز در دستان یک نهاد واحد قرار دارد.
در مجموع، امنیت اطلاعات در بلاک چین‌های خصوصی به اقدامات امنیتی قوی و نظارت دقیق نهادهای مسئول نیاز دارد تا از بروز تهدیدات و خطرات جلوگیری شود.

آیا بلاک چین در برابر تهدیدات امنیتی غیر قابل نفوذ است؟

فناوری بلاک چین به‌عنوان یک سیستم نوآورانه برای ذخیره‌سازی و انتقال اطلاعات، مزایای امنیتی فراوانی دارد، اما تصور اینکه این سیستم به‌طور کامل در برابر تمامی تهدیدات امنیتی مصون است، اشتباه است. بلاک چین ویژگی‌های منحصر به فردی دارد که امنیت اطلاعات را تقویت می‌کند، اما هنوز آسیب‌پذیری‌هایی وجود دارد که می‌توانند مورد سوءاستفاده قرار گیرند. در اینجا به بررسی برخی از ویژگی‌های کلیدی بلاک چین و چگونگی تقویت امنیت آن می‌پردازیم.

• رمزنگاری: یکی از مهم‌ترین ویژگی‌ها، رمزنگاری است که در هر تراکنش بلاک چین اعمال می‌شود. این فرآیند، تضمین‌کننده یکپارچگی داده‌ها و صحت اطلاعات است. با استفاده از کلیدهای عمومی و خصوصی، هر تراکنش ایمن می‌شود و فقط افراد مجاز می‌توانند به اطلاعات دسترسی داشته باشند.
• عدم تمرکز: دیگر ویژگی حیاتی عدم تمرکز است. برخلاف سیستم‌های متمرکز که در یک نقطه ممکن است دچار آسیب شوند، در بلاک چین شبکه‌ای از رایانه‌ها یا گره‌ها در سرتاسر جهان اطلاعات را ثبت و تأیید می‌کنند. این ساختار توزیع‌شده به‌این‌معناست که اگر حتی یک گره نیز مورد حمله قرار گیرد، سایر گره‌ها به‌طور مستقل به کار خود ادامه خواهند داد.
  
  
• الگوریتم‌های اجماع: الگوریتم‌های اجماع نیز نقش برجسته‌ای در امنیت دارند. الگوریتم‌هایی مانند اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) به شبکه این اطمینان را می‌دهند که تراکنش‌ها تنها در صورتی معتبر هستند که تمام گره‌ها به توافق برسند. این ویژگی از حملات هکری که بخواهند کنترل شبکه را در دست بگیرند جلوگیری می‌کند.
  
  
• تغییرناپذیری: تغییرناپذیری بلاک چین نیز از دیگر مزایای مهم آن است. به محض اینکه یک بلوک به شبکه اضافه می‌شود، محتوای آن تغییرناپذیر می‌شود. این ویژگی تضمین می‌کند که سوابق تراکنش‌ها از دستکاری یا حذف جلوگیری می‌شود، که یک لایه امنیتی قوی برای حفظ تاریخچه تراکنش‌ها به‌حساب می‌آید.
  
  
• شفافیت: در نهایت، شفافیت از ویژگی‌های اساسی بلاک چین است. زیرا بسیاری از بلاک چین‌ها عمومی هستند و همه می‌توانند تراکنش‌ها و تغییرات را مشاهده کنند. این امر باعث می‌شود که هرگونه فعالیت مشکوک یا مخرب به‌راحتی شناسایی شود.

با وجود این ویژگی‌ها، بلاک چین در برابر برخی تهدیدات همچنان آسیب‌پذیر است. به‌ویژه در صورتی که تغییر ناپذیری یا شفافیت آن به‌طور نادرست مورد استفاده قرار گیرد، سیستم ممکن است دچار آسیب‌های امنیتی شود. با این حال، در مقایسه با سیستم‌های متمرکز، بلاک چین امنیت بسیار بالاتری دارد و در برابر تهدیدات خارجی مقاوم‌تر است.

سخن پایانی

فناوری بلاک چین به‌عنوان یک سیستم امن و تغییرناپذیر، انقلابی در نحوه مدیریت و حفاظت از اطلاعات در دنیای دیجیتال به وجود آورده است. با استفاده از روش‌های پیشرفته رمزنگاری، ساختار توزیع‌شده و الگوریتم‌های اجماع، بلاک چین توانسته است استانداردهای جدیدی در امنیت اطلاعات تعیین کند. هرچند که هیچ فناوری کاملاً بی‌عیب و نقص نیست، اما بلاک چین به دلیل ویژگی‌هایی چون شفافیت، تغییرناپذیری و مقاومت در برابر حملات، به مراتب امنیت بیشتری نسبت به سیستم‌های متمرکز سنتی ارائه می‌دهد.
در نهایت، این فناوری نه تنها در عرصه ارزهای دیجیتال بلکه در بسیاری از صنایع دیگر نیز می‌تواند نقشی کلیدی در تأمین امنیت داده‌ها ایفا کند. به‌طور کلی، با پیشرفت بلاک چین و استفاده گسترده‌تر از آن در آینده، انتظار می‌رود که سطح امنیت اطلاعات به شکل چشمگیری بهبود یابد و تهدیدات سایبری به چالش‌های کمتری تبدیل شوند.