بلاکچین به زبان ساده؛ از بلاک تا اجماع

۱) مقدمه سناریومحور: از یک تراکنش ساده تا بلاکچین

تصور کنید علی می‌خواهد برای مریم مقدار ۰٫۰۲ بیت‌کوین ارسال کند. او اپلیکیشن کیف‌پولش را باز می‌کند، آدرس مریم را وارد می‌کند، عدد را می‌نویسد و روی «ارسال» کلیک می‌کند. برای علی همه‌چیز در همین‌جا تمام می‌شود؛ اما واقعیت پشت‌صحنه بسیار پیچیده‌تر و جذاب‌تر است.

در حقیقت، وقتی علی دکمه ارسال را می‌زند:

• یک تراکنش رمزنگاری‌شده ساخته می‌شود که شامل ورودی‌ها، خروجی‌ها و امضای دیجیتال اوست.
• این پیام تراکنش به شبکه‌ای جهانی از گره‌ها (Nodes) پخش می‌شود.
• گره‌ها امضا را بررسی می‌کنند و تراکنش را در صفی به نام Mempool قرار می‌دهند.
• ماینر یا ولیدیتور، از میان هزاران تراکنش در Mempool، این تراکنش را انتخاب کرده و در بلاکی جدید می‌گذارد.
• این بلاک با الگوریتم اجماع (مثل PoW یا PoS) به زنجیره اضافه می‌شود و در نهایت مریم بیت‌کوین را دریافت می‌کند.

۲) ساختار یک تراکنش (Transaction Anatomy)

هر تراکنش در بلاکچین مثل یک سند مالی رمزنگاری‌شده است. این سند نشان می‌دهد که چه کسی مقدار مشخصی رمز‌ارز را از کجا گرفته و به کجا می‌فرستد. تراکنش بیت‌کوین (و اغلب بلاکچین‌ها) شامل اجزای زیر است:

• ورودی‌ها (Inputs): اشاره به خروجی‌های خرج‌نشده قبلی (UTXOها) که قرار است مصرف شوند.
• خروجی‌ها (Outputs): آدرس‌های مقصد و مقدار رمز‌ارزی که برای هرکدام ارسال می‌شود.
• امضای دیجیتال: با کلید خصوصی فرستنده تولید می‌شود و با کلید عمومی او قابل اعتبارسنجی است.
• کارمزد (Fee): اختلاف بین مجموع ورودی‌ها و مجموع خروجی‌ها که به ماینرها/ولیدیتورها تعلق می‌گیرد.

نمونه‌ای از یک تراکنش واقعی در قالب JSON:

{
  "inputs": [
    { 
      "txid": "7c3f9a...a12d", 
      "vout": 0, 
      "scriptSig": "sig(ali)", 
      "value": 0.025 
    }
  ],
  "outputs": [
    { 
      "address": "bc1q-maryam-xyz...", 
      "value": 0.020 
    },
    { 
      "address": "bc1q-ali-change...", 
      "value": 0.001 
    }
  ],
  "fee": 0.004
}
  

۳) از تراکنش تا بلاک (Mempool و Mining/Validation)

پس از ارسال تراکنش، اولین ایستگاه آن Mempool است؛ صفی توزیع‌شده از تراکنش‌های معتبر که هنوز وارد بلاک نشده‌اند. گره‌ها (Nodes) امضاها و قوانین اجماع را بررسی می‌کنند و در صورت صحت، تراکنش را در مم‌پول خود نگه می‌دارند تا ماینر/ولیدیتور آن را بردارد.

Mempool دقیقاً چه می‌کند؟

• اعتبارسنجی اولیه: امضا، موجودی، فرمت، و تضاد نداشتن با تراکنش‌های دیگر.
• اولویت‌بندی بر اساس کارمزد: در بیت‌کوین معمولاً با معیار sat/vB (ساتوشی بر بایت)؛ هرچه بالاتر، شانس انتخاب بیشتر.
• پخش همتا‌به‌همتا: تراکنش معتبر میان گره‌ها منتشر می‌شود تا به دید همه برسد.

چگونه تراکنش‌ها وارد بلاک می‌شوند؟

1. انتخاب تراکنش‌ها: ماینر/ولیدیتور تراکنش‌های با کارمزد بهینه را برمی‌دارد تا اندازه بلاک و درآمد کارمزد را بهینه کند.
2. ساختاردهی بلاک: تراکنش‌ها + تراکنش کوین‌بیس (پاداش بلاک) → محاسبه Merkle Root → تکمیل Block Header.
3. انتشار بلاک: پس از تولید/اعتبارسنجی، بلاک به شبکه ارسال می‌شود و گره‌ها آن را می‌پذیرند و زنجیره به‌روزرسانی می‌شود.

{
  "version": 0x20000000,
  "prev_block_hash": "0000000000...ab",
  "merkle_root": "3f9d...e72c",
  "timestamp": 1732451123,
  "nBits": "170fffff",
  "nonce": 3178945123
}
    

دو مسیر افزودن بلاک: PoW و PoS

تأییدها (Confirmations) و فورک‌های موقت

• Confirmation: هر بلاک جدید روی بلاک شما = یک تأیید. صرافی‌ها معمولاً برای بیت‌کوین ۳ تا ۶ تأیید می‌خواهند.
• فورک موقت (Temporary Fork): ممکن است دو بلاک همزمان منتشر شوند؛ زنجیره عمیق‌تر (طولانی‌تر/سنگین‌تر) برنده می‌شود.
• Orphan/Uncle: بلاک‌های کنارگذاشته‌شده؛ در اتریوم قدیم، uncleها پاداش جزئی داشتند.

۴) اجماع (Consensus)؛ چرا PoW و PoS؟

در شبکه‌های همتابه‌همتا، هیچ «رئیس» واحدی وجود ندارد تا بگوید کدام بلاک معتبر است. الگوریتم اجماع همان سازوکاری است که به گره‌ها اجازه می‌دهد درباره ترتیب و اعتبار تراکنش‌ها به توافق برسند و جلوی دوبار خرج‌کردن (Double Spending) را بگیرند؛ آن هم در برابر حملات سیبیل، تأخیر شبکه، و انگیزه‌های اقتصادی مهاجمان.

Proof of Work (PoW) — «کار محاسباتی»

در PoW، ماینرها با انجام محاسبات سنگین سعی می‌کنند هش هدر بلاک را به مقداری کمتر از «هدف دشواری» برسانند. هر که زودتر به جواب برسد، بلاکش را منتشر می‌کند و شبکه در صورت اعتبار، آن را می‌پذیرد. این فرآیند پایه اجماع ناکاموتویی در بیت‌کوین است.

• امنیت: حمله‌کننده باید قدرت محاسباتی عظیمی بخرد/اجاره کند تا زنجیره طولانی‌تری بسازد (هزینه بیرونی واقعی).
• نهایی‌سازی احتمالاتی: با هر بلاک بعدی، احتمال برگشت کمتر می‌شود (مثلاً ۶ تأیید ~ بسیار امن).
• هزینه و انرژی: مصرف انرژی بالاست اما یک سپر اقتصادی در برابر حمله ایجاد می‌کند.
• ریسک‌ها: ۵۱٪، سانسور توسط استخرهای بزرگ، و حملات موقتی با اجاره هش‌ریت.

{
  "version": 0x20000000,
  "prev_block_hash": "000000...ab",
  "merkle_root": "3f9d...e72c",
  "timestamp": 1732451123,
  "nBits": "170fffff",
  "nonce": 3178945123
}
    

Proof of Stake (PoS) — «سهم اقتصادی قفل‌شده»

در PoS، ولیدیتورها توکن‌های خود را قفل می‌کنند (Stake) و به نسبت سهم و یک منبع تصادفی (RANDAO/VRF) برای پیشنهاد بلاک انتخاب می‌شوند. بلاک‌های پیشنهادی با رأی/گواهی (Attestation) سایر ولیدیتورها تأیید می‌شود و پس از رسیدن به آستانه، نهایی می‌گردد.

• امنیت: مهاجم باید اکثریت سهام را بخرد (هزینه درون‌سیستمی). رفتار بد با Slashing جریمه می‌شود.
• نهایی‌سازی سریع‌تر: در طراحی‌های مدرن (مانند BFT-Style Finality) قطعی اقتصادی سریع‌تری حاصل می‌شود.
• بهره‌وری انرژی: بسیار کم‌مصرف‌تر از PoW.
• ریسک‌ها: تمرکز سهام در صرافی‌ها/استخرها، سانسور، پیچیدگی اجرای پروتکل، و سناریوهای Long-Range Attack بدون چک‌پوینت.

مقایسه سریع PoW و PoS

پیوند به مباحث حقوقی/تنظیم‌گری

• مسئولیت‌پذیری گره‌ها/استخرها: در سانسور یا همدستی با حمله چه مسئولیت‌هایی متصور است؟
• استانداردهای افشا: برای پلتفرم‌های مالی غیرمتمرکز، شفاف‌سازی درباره نهایی‌سازی و ریسک بازسازمان‌دهی.
• حاکمیت: تمرکز سهام یا هش‌ریت می‌تواند پیامدهای ضدانحصار/تنظیمی داشته باشد.

۵) مدل‌های حسابداری: UTXO vs Account‑based

بلاکچین‌ها برای نگهداری «وضعیت» دارایی از دو الگوی اصلی استفاده می‌کنند: UTXO (خروجی‌های خرج‌نشدهٔ تراکنش‌ها؛ مانند بیت‌کوین) و Account‑based (حساب‌محور؛ مانند اتریوم). درک تفاوتشان برای تحلیل تراکنش، حریم خصوصی، قراردادها و حتی دعاوی حقوقی ضروری است.

# Alice wants to pay Mary 0.020 BTC
# Alice has one UTXO worth 0.025 BTC

inputs:
  - utxo(txid=...a1, vout=0, value=0.025)

outputs:
  - to Mary:  0.020
  - to Alice (change): 0.0048
fee:
  - ~0.0002 (example)
        

# Before:
#   Alice.balance = 2.5 ETH
#   Mary.balance  = 0.1 ETH

tx:
  from: Alice
  to:   Mary
  value: 0.2 ETH
  gas:   21,000
  gasPrice: 30 gwei

# After (assuming usedGas=21k):
#   Alice.balance = 2.5 - 0.2 - (21000 * 30 gwei)
#   Mary.balance  = 0.1 + 0.2
        

مقایسه خلاصه

۶) کاربردهای حقوقی–فنی واژه‌ها

درک درست واژه‌های فنی بلاکچین برای وکلا و تنظیم‌گران حیاتی است. بسیاری از دعاوی یا مقررات درک مفاهیمی مثل تراکنش یا کارمزد را پیش‌فرض می‌گیرند. اینجا یک واژه‌نامهٔ فنی–حقوقی جمع‌آوری می‌کنیم که هم به کار متخصص فناوری بیاید و هم به کار وکیل یا DPO.

۷) خروجی عملی: پوستر «آناتومی تراکنش» + واژه‌نامهٔ فنی–حقوقی

۸) تمرین و کارگاه: کار با بلاک‌اکسپلورر و استخراج اجزای کلیدی

در این کارگاه، یک تراکنش واقعی روی بلاک‌اکسپلورر انتخاب می‌کنید، اجزای آن را گام‌به‌گام تحلیل می‌کنید و خروجی‌تان را در قالب یک جدول و یک جمع‌بندی حقوقی کوتاه تحویل می‌دهید.

# Given:
#   inputs: 0.02500000 BTC
#   outputs: 0.02000000 BTC (to receiver) + 0.00100000 BTC (change)
# Fee = 0.02500000 - 0.02100000 = 0.00400000 BTC
# sat/vB ≈ fee_sats / virtual_size_bytes
      

# Given:
#   value = 0.20 ETH
#   gasUsed = 21,000
#   effectiveGasPrice = 30 gwei = 30 × 10^-9 ETH
# Fee = 21,000 × 30 gwei = 0.00063 ETH
# Sender pays: total_outflow = value + fee = 0.20063 ETH