بلاکچین یک پایگاه توزیع‌شده از داده‌ها است که فهرستی از رکوردها را در قالب بلوک‌های به‌هم‌چسبیده و در حال رشد نگهداری می‌کند. اگرچه بلاکچین کاملا پیچیده به نظر می‌رسد. اما ساخت مدل ابتدایی آن را می‌توان به لطف زبان برنامه‌نویسی پایتون کاملا به آسانی انجام داد. در این مطلب به مزایا و روش ساخت بلاکچین توسط زبان python خواهیم پرداخت.
مقدمه‌ای بر بلاکچین و پایتون
فناوری بلاکچین در اصل به‌عنوان بستری برای عرضه ارز دیجیتال بیت کوین توسط شخص یا گروهی ناشناس به نام ساتوشی ناکاموتو توسعه یافت. اختراع بلاکچین برای بیت کوین آن را به اولین ارزی تبدیل کرد که نقل‌وانتقال مالی بدون نیاز به یک مرجع قابل‌اعتماد یا سرور مرکزی را ممکن می‌ساخت.
در حال حاضر کاربرد بلاکچین از ارزهای دیجیتال فراتر رفته است و در بسیاری از صنایع دیگر مانند امور مالی، مدیریت زنجیره تامین و مراقبت‌های بهداشتی نیز استفاده می‌شود. همچنین بخش‌های دولتی، املاک و مستغلات، سرگرمی، شبکه‌های اجتماعی و غیره هم می‌توانند از مزایای آن بهره‌مند شوند.
زبان برنامه‌نویسی پایتون برای ساخت وب‌سایت‌ها، نرم‌افزارها، اتوماسیون و تجزیه‌وتحلیل داده‌ها کاربرد زیادی دارد. یک زبان همه‌منظوره که می‌تواند برای ایجاد انواع برنامه‌ها ازجمله بلاکچین مورداستفاده قرار گیرد. این برنامه نه آن‌قدر تخصصی است که به دانش فراوان نیاز داشته باشد و نه آن‌قدر ساده که امکاناتی ابتدایی عرضه کند.
مزایای کاربرد پایتون در بلاکچین
می‌توان گفت استفاده از پایتون در بلاکچین و برای توسعه آن چندین مزیت مختلف را به همراه خواهد داشت. اولا توسعه برنامه‌ها در python بسیار سریع و آسان صورت می‌گیرد. همچنین این زبان به‌سبب ویژگی‌های سبکی و انعطاف‌پذیری می‌تواند به‌عنوان جایگزینی برای ++C یا جاوا عمل کند.
علاوه بر این بسیاری از کتابخانه‌های موجود python را در دسترس قرار می‌دهند. کتابخانه‌هایی که توسط توسعه‌دهندگان دیگر در جامعه متن‌باز (مانند NumPy) ساخته شده‌اند. بنابراین زمان ساخت بلاکچین در این چارچوب، مشکلی در یافتن امکانات موردنیاز نخواهید داشت.
در نهایت، هنوز هیچ کتابخانه استاندارد و واحدی برخلاف سایر زبان‌ها مانند جاوا اسکریپت برای فناوری بلاکچین در دسترس نیست. بنابراین داشتن گزینه‌های متعدد و در دسترس می‌تواند آزادی عمل بیشتری را در اختیار کاربران قرار دهد. بدین ترتیب آن‌ها خواهند دانست کدام زبان بهترین کارایی را برای آن‌ها دارد و در عین حال از دسترسی آسان به آن برخوردار خواهند شد.
ایجاد یک بلاکچین پایه در پایتون
در این بخش توضیح می‌دهیم که پایتون در بلاکچین چطور به‌صورت پایه و نه پیشرفته به ساخت آن منجر خواهد شد. برای این کار کافی است تا کلاس بلاکچین خود را در قالب‌های زیر تعریف کنید.
1. بلوک و تراکنش
یک بلوک، حاوی هش بلوک قبلی خود و تمام تراکنش‌های رخ‌داده از آن زمان تاکنون است. همچنین ابرداده‌هایی مانند ارتفاع بلوک (تعداد بلوک‌های قبل از آن) و هدف دشواری (تعدادی است که نشان می‌دهد استخراج آن چقدر باید دشوار باشد) را در خود جای می‌دهد.
تراکنش پیامی است که از یک آدرس در بلاکچین به آدرس دیگر ارسال می‌شود و می‌تواند مقداری ارز دیجیتال را از یک طرف به طرف دیگر منتقل کند. تراکنش‌ها را تنها زمانی می‌توان به بلوک‌ها اضافه کرد که توسط ماینرها (بلاکچین‌های اثبات کار) تایید شود. ماینرها اعتبار تراکنش‌ها را تایید خواهند کرد و آن‌ها را در قالب بلوک به زنجیره مربوطه خواهند افزود.
2. الگوریتم استخراج و اجماع
برای اینکه بفهمید نقش پایتون در بلاکچین چگونه به ساخت آن می‌انجامد ابتدا باید بدانید که الگوریتم‌های استخراج و اجماع چیست. ماینینگ به فرآیند اضافه کردن بلوک‌های جدید به زنجیره اطلاق می‌شود. این کار به حل مسائل پیچیده ریاضی نیاز دارد که مقادیر زیادی قدرت پردازشی (یا Hashpower) را می‌طلبد.
الگوریتم اجماع مورداستفاده توسط بیت کوین اثبات کار (PoW) نام دارد. زیرا ماینرها قبل از اضافه کردن بلوک‌های جدید به زنجیره باید ثابت کنند که کار کرده‌اند. این اثبات از حل پازل‌های رمزنگاری به نام هش می‌آید. این هش‌ها توسط کامپیوترهایی تولید می‌شوند که محاسبات پیچیده‌ای را روی داده‌های ذخیره‌شده در هر بلوک انجام می‌دهند.
الگوریتم اجماع مورداستفاده توسط اتریوم، اثبات سهام (PoS) نام دارد. در این روش به قدرت سخت‌افزاری پیچیده و سنگین برای تایید تراکنش‌ها نیازی نیست. در واقع در اثبات سهام شاهد هستیم که ماینرها جای خود را به ولیدیتورها یا اعتبارسنج‌ها می‌دهند. انتخاب هریک از این الگوریتم‌ها در پایتون امکان‌پذیر است.
3. قراردادهای هوشمند و دی اپ‌ها
قرارداد هوشمند، قطعه‌ای از کد محسوب می‌شود که در صورت برآورده شدن شرایط خاص به‌طور خودکار اجرا خواهد شد. می‌توان این عملکرد را به مثابه یک دستگاه فروش خودکار در نظر گرفت که به جای اسکناس فقط ارز دیجیتال را می‌پذیرد.
یک قرارداد هوشمند به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا برنامه‌های غیرمتمرکز (DApps) بسازند. DApp ها در بالای یک شبکه غیرمتمرکز اجرا می‌شوند و به نظارت توسط یک نهاد مرکزی مانند فیس‌بوک یا گوگل نیاز ندارند.
4. امنیت و مقیاس‌پذیری
شما می‌توانید از پایتون در بلاکچین برای دست‌یابی به نتیجه‌ای ایمن و مقیاس‌پذیر استفاده کنید. پروتکل امنیتی در بلاکچین می‌تواند دسترسی هکرها به داده‌های شما را دشوار کند. این در حالی است که ماهیت غیرمتمرکز آن تضمین خواهد کرد که هیچ نقطه‌ای از شکست وجود نداشته باشد.
بلاکچین برای رمزگذاری تمام اطلاعات ذخیره‌شده در شبکه از رمزنگاری یا کریپتوگرافی کمک می‌گیرد. این داده‌های رمزگذاری‌شده در چندین گره (رایانه) توزیع می‌شوند تا امنیت آن‌ها تضمین شود. بنابراین اگر یک گره هک شود تنها بخشی از اطلاعات شبکه در معرض خطر قرار می‌گیرد.
5. استفاده از APIها و کتابخانه‌ها
شما می‌توانید از یک کتابخانه بلاکچین یا یک API موجود برای ساخت اپلیکیشن خود استفاده کنید. اگر می‌خواهید از پایتون در بلاکچین خود بهره ببرید، کتابخانه‌های آماده و زیادی برای این کار وجود دارد. همچنین می‌توانید کتابخانه‌ای سفارشی را متناسب با نیازهای خودتان در اختیار داشته باشید. برخی از APIهای محبوب در این زمینه به شرح زیر هستند.
- BlockCypher
یک پلتفرم منبع باز که به کاربران امکان می‌دهد تا ارز دیجیتال را به‌راحتی ارسال و دریافت کنند. این پلتفرم امکان دسترسی به چندین بلاکچین مانند بیت کوین، لایت کوین، دوج کوین و زی کش را فراهم می‌کند. همچنین دارای ارز دیجیتال بومی خود به نام رمز ارز BCY است.
- Hyperledger Fabric
یک چارچوب مدولار که برای ایجاد دفاتر کل توزیع‌شده در سطح سازمانی طراحی شده است. این چارچوب می‌تواند چندین سازمان را بدون نیاز به اجماع در هر سطح از سلسله‌مراتب شبکه به هم پیوند دهد.
جمع‌بندی
در این مقاله به اصول اولیه بلاکچین و نحوه استفاده از پایتون برای ساخت مدل ابتدایی آن نگاهی انداختیم. همچنین توضیح دادیم که چرا python یک انتخاب عالی برای ایجاد بلاکچین‌های شخصی شما محسوب می‌شود. به‌طور کلی آینده برای هردوی این فناوری‌ها کاملا روشن به نظر می‌رسد!
