تقنية Blockchain هي نظام أمان واعد لحماية المعاملات بين أطراف متعددة. تقوم بجمع المعلومات من مصادر مختلفة وتخزينها في كتل متعددة. كما يتم ربط هذه الكتل ببعضها البعض بعد إجراء بعض العمليات الأمنية. على الرغم من أنها تقنية ناشئة، إلا أن لديها العديد من المفاهيم الخاطئة. ولكن، من ناحية أخرى، لها العديد من التأثيرات المفيدة ونطاق تقنيات الأمان المتقدمة.
في الوقت الحاضر، يفضل الجميع النظام اللامركزي لتجنب الفشل من نقطة واحدة. لكن ضمان أقصى قدر من الأمن يمثل مهمة صعبة للغاية بالنسبة للنظام اللامركزي. Blockchain هو أيضًا نظام لامركزي ولكن له خاصية فريدة واحدة هي السجل الموزع الذي لا يمتلكه أحد. يتمثل دور السجل هذا في الاحتفاظ بسجل للمعاملات التي تحدث في الشبكة. قبل تسجيل المعاملة، يجب أن تصل المعاملة إلى العقد الذكي بآلية إجماع. أيضًا، ليست هناك حاجة لطرف ثالث موثوق به منفصل بدلاً من ذلك، تقبل عقد الشبكة المعاملة بنفسها.
التقنيات المستخدمة في blockchain
نظرية اللعبة Game Theory : إنها آلية إجماع لضمان قبول كل كتلة بواسطة العقد النظيرة من خلال عقد ذكي لأغراض التخزين. بعد ذلك، ستتم إضافة المعاملة في تلك الكتلة إلى blockchain على فترات منتظمة. كما سيحصل المدققون على الرمز الأصلي كمكافأة للتحقق من صحة المعاملة.
التشفير Cryptography: يتم تشفير كل البيانات في الكتلة من خلال وظيفة تجزئة التشفير. لذلك ، يتم تأمين معلومات الشبكة بالكامل بواسطة تقنية التشفير. في blockchain ، يشار إلى الكتلة الأولى باسم Genetic Block. وكل كتلة في الشبكة لها مساحة تخزين مقيدة. إلى جانب فإنه يشكل السلسلة عن طريق ربط قيمة تجزئة الكتلة السابقة.
شبكة NetworkP2P: في الشبكة، ستقوم كل عقدة كاملة بتخزين معلومات المعاملة والاحتفاظ بها في الكتلة لتجنب الاعتماد على عقدة أخرى.
خصائص تقنية Blockchain
حماية البيانات Data protection : في أي حال، إذا كان مالك البيانات والنظير المصدر متماثلين ، فلا داعي لجهة خارجية ، فسيقوم المصدر بحماية البيانات مباشرة
تقنية السجل اللامركزي Decentralized ledger technology : الوظيفة الأساسية لـ blockchain والتي تُستخدم لتسجيل تفاصيل المعاملة. إنه شائع لجميع أنواع المستخدمين سواء في حالات الاستخدام العامة أو الخاصة.
تقنية Blockchain كهيكل بياناتBlockchain as a data structure : على غرار بنية البيانات، تخزن blockchain أيضًا بيانات متنوعة مثل الطبية والتأمين وهوية المستخدم وغيرها.
الإنفاق المزدوج Double spending : من خلال الجمع بين تقنيات السجل الموزع وبروتوكول الإجماع ، يعالج نظام blockchain مشكلة الإنفاق المزدوج للنظام الحالي.
إخفاء هوية المستخدم بشكل أفضل Better user anonymity : تأكد من سرية المستخدمين لتقدير خصوصيتهم. لذلك ، فهي أفضل ميزة مقارنة بالأنظمة التقليدية الأخرى.
الثبات Immutability : لا يمكن تغيير المعلومات المخزنة في blockchain دون المساومة على miners. إذا حاول شخص ما تغيير البيانات، فمن السهل تتبع العبث.
التحديات الكبيرة التي تواجه blockchain
على الرغم من أن blockchain له العديد من التأثيرات الإيجابية على المجتمع الرقمي، إلا أنه يعاني من بعض أوجه القصور التقنية في النشر في الوقت الفعلي. يأتي عبر العديد من مشكلات اعتماد blockchain عندما تتعامل مع المجتمع. بعض المشكلات الشائعة التي يتم اختبارها على نطاق واسع هي الأمان وقابلية التوسع والتكلفة والتأخير. أكثر من ذلك، و هم:
التصميم المعماري غير الفعال لـ Blockchain.
تزيد الخصائص المجهولة من الأعمال الإجرامية.
عدم القدرة على التوسع.
ارتفاع استخدام الطاقة وتكلفة النظام البيئي.
تحديات أمان الشبكة والخصوصية.
المطورين غير الكافي مع المعرفة الكافية.
عملية بطيئة للمعاملات وتنفيذها.
قلة الشعبية بين الجمهور.
عدم كفاية وضوح معلومات القانون والتنظيم.
عدم وجود واجهات برمجة تطبيقات سهلة الاستخدام للمستخدمين النهائيين.
معقد في التصميم الإنشائي.
مزايا Blockchain مقارنة بـــ قاعدة بيانات التقليدية Non-Blockchain
الثبات Immutability
يدعم Blockchain الثبات مما يعني أنه من المستحيل محو أو استبدال البيانات المسجلة. كما يمنع blockchain العبث بالبيانات داخل الشبكة.
قاعدة البيانات التقليدية لا تظهر الثبات. تستخدم قاعدة البيانات التقليدية CRUD (إنشاء وقراءة وتحديث وحذف) في المستوى الأساسي لضمان التشغيل السليم للتطبيق، ويتيح نموذج CRUD محو البيانات واستبدالها بسهولة. يمكن أن تكون هذه البيانات عرضة للتلاعب من قبل المسؤولين المحتالين أو القرصنة من طرف ثالث.
الشفافية Transparency
تعتبر Blockchain لامركزية، مما يعني أن أي عضو في الشبكة يمكنه التحقق من البيانات المسجلة في blockchain لذلك، يمكن للجمهور الوثوق بالشبكة.
قاعدة البيانات التقليدية مركزية ولا تدعم الشفافية. لا يمكن للمستخدمين التحقق من المعلومات وقتما يريدون، وتقوم الإدارة بإتاحة مجموعة مختارة من البيانات للجمهور.
الرقابة Censorship
تقنية Blockchain خالية من الرقابة لأنها لا تسيطر عليها أي طرف. كما لا يمكن لأي سلطة بمفردها (بما في ذلك الحكومات) مقاطعة تشغيل الشبكة.
قواعد البيانات التقليدية تمتلك سلطات مركزية تنظم عمل الشبكة ، ويمكن للسلطة ممارسة الرقابة. على سبيل المثال ، يمكن للبنوك تعليق حسابات المستخدمين.
إمكانية التتبع Traceability
ينشئ Blockchain مسار تدقيق لا رجوع فيه، مما يسمح بسهولة تتبع التغييرات على الشبكة.
قاعدة البيانات التقليدية ليست شفافة ولا ثابتة؛ وبالتالي لا يوجد مسار دائم مضمون.
عيوب Blockchain مقارنة بـــ قاعدة بيانات التقليدية Non-Blockchain
السرعة والأداء Speed and performance : تعد Blockchain أبطأ بكثير من قاعدة البيانات التقليدية لأن تقنية blockchain تنفذ المزيد من العمليات. أولاً ، تقوم بالتحقق من التوقيع، والذي يتضمن توقيع المعاملات بشكل مشفر. تعتمد Blockchain أيضًا على آلية إجماع للتحقق من صحة المعاملات. تتمتع بعض آليات الإجماع، مثل إثبات العمل، بإنتاجية منخفضة للمعاملات. أخيرًا ، هناك تكرار، حيث تتطلب الشبكة من كل عقدة أن تلعب دورًا مهمًا في التحقق من كل معاملة وتخزينها.
تكلفة تنفيذ عالية High implementation cost: تعتبر Blockchain أكثر تكلفة مقارنة بقاعدة البيانات التقليدية، حيث تحتاج الشركات إلى التخطيط والتنفيذ المناسبين لدمج blockchain في عمليتها.
تعديل بياناتData modification : لا تسمح تقنية Blockchain بتعديل البيانات بسهولة بمجرد تسجيلها، وتتطلب إعادة كتابة الرموز في جميع الكتل، الأمر الذي يستغرق وقتًا طويلاً ومكلفًا. الجانب السلبي لهذه الميزة هو أنه من الصعب تصحيح الخطأ أو إجراء أي تعديلات ضرورية.
فوائد استخدام blockchain في الرعاية الصحية وصناعة الأدوية
يمكن لـ Blockchain إنشاء سجلات دفعية غير قابلة للتغيير لأصل ومكونات الدواء، مما يقلل من الأخطاء. ستكون هذه السجلات مفيدة أيضًا أثناء عمليات سحب الأدوية.
هناك فرص لـ blockchain لتبسيط تجارب عيادات الأدوية معقدة عن طريق حماية بيانات المريض بشكل آمن مع ضمان الشفافية والتواصل بين المرضى وموضوعات الدراسة والجهات الراعية ومتخصصي الرعاية الصحية والمنظمين وأصحاب المصلحة الآخرين.
يمكن الاستفادة من تقنية Blockchain لتبسيط حالات تسجيل بيانات المريض الأكثر تعقيدًا. على سبيل المثال، يمكن لاتفاقيات الشراكة عبر "العقود الذكية" تبسيط تسجيلات المرضى عبر مخابئ المعلومات التي لا تعد ولا تحصى - من نماذج موافقة المريض التي تسمح بإدارة المعلومات الصحية، إلى البيانات المتعلقة بالوصفات الطبية، والمطالبات، والفواتير، وما إلى ذلك.
تعمل تقنية Blockchain على زيادة شفافية سلسلة التوريد الخاصة بالرعاية الصحية تُعد الأدوية المزيفة مشكلة مستمرة. تقدر منظمة الصحة العالمية (WHO) أن ما يصل إلى 1٪ من جميع الأدوية المتاحة للشراء في البلدان المتقدمة مزيفة. يزداد هذا العدد في البلدان النامية ليصل إلى ما يقرب من 10٪.
يحسن عملية صنع القرار لأن blockchain يسمح للعديد من الأطباء من مواقع مختلفة لعرض نفس البيانات في الوقت الفعلي كما يحول السجلات الطبية للمرضى إلى نظام لامركزي لا يمكن العبث به.
تمكن المرضى من المشاركة في البحث واستثمار بياناتهم بطريقة أخرى دون وسطاء، يدعم آليات الموافقة التي تمنع مقدمي الرعاية الصحية من الوصول إلى المعلومات دون إذن المريض.
فوائد استخدام blockchain في البنوك والمعاملات المالية
توفر تقنية Blockchain طريقة للأطراف غير الموثوق بها للتوصل إلى اتفاق بشأن حالة قاعدة البيانات، دون استخدام وسيط. من خلال توفير سجل الذي لا يديره أحد ، يمكن أن توفر blockchain خدمات مالية محددة - مثل المدفوعات أو التوريق - دون الحاجة إلى بنك.
تسمح blockchain باستخدام أدوات مثل "العقود الذكية"، وهي عقود ذاتية التنفيذ تعتمد على blockchain ، والتي يمكن أن تؤدي إلى أتمتة العمليات اليدوية من الامتثال ومعالجة المطالبات إلى توزيع المحتوى من الإرادة.
لدى Blockchain القدرة على إجراء التحويلات الدولية والمعاملات النقدية بشكل أسرع وأكثر فعالية من حيث التكلفة ، فضلاً عن كونها أكثر شفافية وأمانًا. في الوقت الحالي ، عند تحويل الأموال من بلد إلى آخر ، يمكن أن تستغرق المعاملات عدة أيام وتشمل مجموعة متنوعة من الأطراف الثالثة. يأخذ كل من هذه الأطراف حصته من الصفقة، هذا يعني أنه بحلول الوقت الذي تصل فيه الأموال إلى وجهتها، ربما يكون المرسل قد فقد مبلغًا كبيرًا من المال.
يمكن أن تساعد Blockchain أيضًا في القضاء على الاحتيال لأنها تخلق مسار تدقيق واضح يحتوي على العديد من التكرار، لذلك يكاد يكون من المستحيل تغيير أي معلومات بمجرد تحميلها على هذه الشبكة.
مع تقنية blockchain ، سيصبح الإقراض أسهل تدريجيًا حيث ستكون هناك تسوية فورية للمعاملات. يمكن أن يساعد هذا في تجنب مشاكل مثل الإنفاق المزدوج والتخلف عن السداد. يمكن لـ Blockchain أيضًا تقليل الوقت المستغرق لفتح حساب مصرفي من أيام إلى دقائق عن طريق القضاء المحتمل على الوسطاء واللجان.
فوائد Blockchain في تطوير صناعة التعليم
يمكن أن يساعد استخدم العقود الذكية في سلاسل الكتل المعلمين في تطوير الدورات والدروس على blockchain. بعد استيفاء المتطلبات الأساسية اللازمة ، سيتم تدريس الدورة تلقائيًا ويمكن المضي قدمًا في وتيرتها الخاصة. يمكن للطلاب والمعلمين توقيع عقد ذكي يحدد قيود المهمة، بالإضافة إلى تاريخ الاستحقاق وموعد التقدير النهائي.
تُنشئ تقنية السجل غير القابل للتغيير في Blockchain سجلاً زمنيًا للأحداث الجارية. يمكن أن يعمل هذا بشكل جيد لعرض سجلات الطلاب، وإظهار بطاقة تقرير شاملة، وتتبع الحضور، وإخطار الطلاب وأصحاب المصلحة بتقدمهم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للطلاب الحصول على شهاداتهم ودبلوماتهم رقميًا بدلاً من الورق الهش. يُفضل استخدام الدرجات والشهادات الرقمية لأنها خالية من المتاعب ومنظمة وغير مرهقة.
يعد التشفير والترميز أحد أهم حالات استخدام blockchain. سيتمكن الأساتذة قريبًا من تحفيز الطلاب من خلال مكافأتهم بالعملات المشفرة إذا كان أداؤهم جيدًا أو أكملوا تخصصًا معينًا. ستكون المؤسسات الأكاديمية قادرة على تحفيز الطلاب على سداد ديون الطلاب في الوقت المحدد.
تعتبر مدفوعات الطلاب الدراسية عملية مرهقة وتستغرق وقتًا طويلاً. تضم عدة جهات، بما في ذلك الطلاب وأولياء الأمور والبنوك والمؤسسات أو الوكالات الحكومية للمنح الدراسية، والمقرضين، وإدارات الجامعة المختلفة. ومع blockchain ، يمكن تبسيط هذا الإجراء مما يؤدي إلى انخفاض النفقات الإدارية وربما انخفاض معدلات الرسوم الدراسية.
مقترحات مشاريع Blockchain
تقنيات blockchain للحفاظ على الخصوصية (Privacy-Preserving blockchain Techniques).
التداعيات الاقتصادية على اعتماد العملة المشفرة (Economic Implication on Cryptocurrency Adoption).
حالات جديدة لاعتماد Blockchain واستخدام الهجمات (New Blockchain Adoption and Attacks Use Cases).
حلول Blockchain للتفويض والمصادقة (Blockchain Solutions for Authorization and Authentication).
العقد الذكي للبرمجة الذكية لـ Blockchain Ledger(Smart Scripting Smart Contract for Blockchain Ledger).
مراقبة وتحليل الأدلة الجنائية الناشئة من Blockchain (Emerging Blockchain Forensics Monitoring and Analysis).
آلية بروتوكول الإجماع الفعال لـ Blockchain (Effective Consensus Protocol Mechanism for Blockchain).
تطوير تقنيات التشفير في Blockchain (Developing Cryptographic Technologies in Blockchain).
تطبيقات أمان إنترنت الأشياء التي تدعم تقنية Blockchain (Blockchain-enabled IoT Security Applications).
التطورات الجديدة لأنظمة Blockchain السيبرانية الفيزيائية (New Developments Blockchain Cyber-Physical Systems).
نظرية اللعبة المتقدمة لتعدين موارد Blockchain (Advance Game Theory for Blockchain Resource Mining).
تطبيقات Blockchain للطب الشرعي الرقمي (Blockchain Applications for Digital Forensics).
تأمين البنى التحتية للمدن الذكية باستخدام تقنية Blockchain (Secure Smart Cities Infrastructures using Blockchain Technology).
التبادلات اللامركزية وتطبيقات منصة التداول المجمعة (Decentralized Exchanges and Pooled Trading Platform Applications).
المصادر
دكتورة أروى يحيى الأرياني
أستاذ مشارك - تكنولوجيا المعلومات
باحث ومستشار أكاديمي
أضغط هنا "Dr. Arwa Aleryani-Blog " لتسجيل متابعة، حتى يصلك الجديد من المدونة الأكاديمية.
