ما هو ورق ابيض؟ دليل بيتكوين

إذا كنت قد بحثت عن العملات الرقمية وصادفت وثيقة تسمى الورق الأبيض، لتجد مصطلحات مثل "التجزئة" و"إثبات العمل" متناثرة عبر أقسامها الفنية، فقد وصلت إلى المكان الصحيح. معظم المصادر تشرح الأوراق البيضاء والتجزئة في مقالات منفصلة، تاركة القراء لربط النقاط بأنفسهم. تعالج هذه المقالة هذين المفهومين كما هما في الواقع: مفهومين ينتميان لبعضهما البعض، مع اعتبار الورق الأبيض الخاص بالبيتكوين هو الخيط الذي يربطهما.

بحلول الوقت الذي تنتهي فيه من القراءة، ستكون قادراً على تعريف التجزئة، وقراءة القسم الفني لـ ورق ابيض الخاص بـ عملات رقمية بفهم حقيقي، و سؤال الأسئلة الصحيحة عند تقييم الادعاءات التشفيرية لأي مشروع.

ما هو ورق ابيض؟

يُعد الورق ابيض وثيقة رسمية تشرح تقنية أو مقترحاً أو نظاماً بتفاصيل فنية كافية للقراء لتقييمها بشكل مستقل. وفي عالم العملات الرقمية، يُعتبر الورق ابيض الوثيقة الفنية التأسيسية للمشروع: فهو يصف المشكلة التي يتناولها المشروع، والحل الذي يقترحه، والآليات المحددة لكيفية عمل ذلك الحل، بما في ذلك طرق التشفير، وتصميم الإجماع، وهيكلية البروتوكول.

بالنسبة لمشاريع العملات الرقمية، فإن الورق الابيض هو المكان الذي يكمن فيه الجوهر التقني أو لا يكون. يستخدمه المستثمرون لتقييم ما إذا كانت ادعاءات المشروع تستند إلى هندسة حقيقية. ويستخدمه المطورون لفهم البروتوكول قبل البناء عليه.

الأوراق البيضاء في الأعمال مقابل العملات الرقمية

تم استخدام مصطلح "ورق ابيض" في السياقات الحكومية والتجارية لعقود من الزمن لوصف وثائق السياسات المقنعة أو الإعلامية. قد يحدد الـ ورق ابيض الحكومي التشريعات المقترحة، بينما قد يروج الـ ورق ابيض لشركة تقنية لنهج معين لبرمجيات المؤسسات.

تُعد الأوراق البيضاء للعملات الرقمية فئة مختلفة؛ فهي تعمل بشكل أقرب إلى المواصفات الفنية منها إلى المواد التسويقية. لا تحاول الورقة البيضاء للعملات الرقمية إقناعك بمنتج ما؛ بل تصف بمصطلحات دقيقة كيفية بناء النظام وسبب اتخاذ تلك الخيارات التصميمية. تنشر بعض المشاريع أيضًا "ورقة مبسطة"، وهي ملخص أقصر وأقل تقنية مخصص للجمهور العام، ولكن الورقة البيضاء نفسها هي الوثيقة المرجعية التقنية الأساسية.

ما تحتويه الورقة البيضاء للعملات الرقمية عادةً

معظم الأوراق البيضاء للعملات الرقمية تتبع هيكلًا معروفًا بغض النظر عن المشروع. ورقة بيضاء جيدة البناء تتضمن عادةً:

• بيان المشكلة: المشكلة المحددة التي وجد المشروع لحلها
• الحل المقترح: النهج رفيع المستوى وسبب معالجته للمشكلة
• الهندسة التقنية: الآليات التشفيرية، بما في ذلك خوارزميات التجزئة وتصميم الإجماع؛ يغطي القسم التقني في ورق ابيض الخاص ببيتكوين كلاً من التجزئة (لإثبات العمل وربط الكتل) والتوقيعات الرقمية في عملة رقمية (لإثبات ملكية المعاملة)
• اقتصاديات الرمز: كيفية إصدار الرمز الأصلي للمشروع وتوزيعه داخل النظام البيئي (حيثما ينطبق)
• خارطة الطريق: الجدول الزمني للتطوير والمعالم المخطط لها
• مؤهلات الفريق: من يقوم ببناء النظام وما هي خلفياتهم ذات الصلة

غالباً ما تكون جودة ودقة قسم المعمارية التقنية هي أوضح إشارة على ما إذا كانت ادعاءات المشروع جوهرية.

ما هي التجزئة؟

التجزئة هي عملية أخذ أي قطعة من البيانات وتشغيلها عبر دالة رياضية تنتج سلسلة ذات طول ثابت من الأحرف تسمى "تجزئة" (hash). أدخل كلمة واحدة أو قاعدة بيانات بأكملها، ويكون الناتج دائمًا بنفس الطول. فكر في "التجزئة" كبصمة رقمية للبيانات: فهي تحدد المدخل الأصلي بشكل فريد دون احتوائها على أي نسخة قابلة للاسترداد منه.

في أنظمة البلوكتشين، لا تُعد التجزئة ميزة هامشية. إنها الآلية التي تجعل المعاملات قابلة للتحقق، والكتل مقاومة للتلاعب، والتعدين عادلاً من الناحية الحسابية. يبني ورق ابيض البيتكوين نموذج أمانه بالكامل على خصائص التجزئة التشفيرية.

كيف يبدو التجزئة فعليًا

إن أبسط طريقة لفهم ماهية الهاش هي رؤية مثال عليه مباشرة. فيما يلي هاش SHA-256 لكلمة "hello":

مرحبا

تلك السلسلة المكونة من 64 حرفًا هي ما ينتجه SHA-256 في كل مرة تمرر كلمة "hello" من خلاله. والآن لاحظ ماذا يحدث عند تغيير حرف واحد، بجعل حرف "H" كبيرًا:

مرحباً

لا يشترك المخرجان في أي تشابه بصري، على الرغم من أن الاختلاف بين المدخلات لا يتعدى حالة حرف واحد فقط. يُسمى هذا السلوك بـ "تأثير الانهيار الجليدي" (avalanche effect)، وهو أحد الخصائص الجوهرية التي تجعل التجزئة التشفيرية تعمل كآلية أمان.

[مخطط مقترح: تدفق المدخلات/المخرجات لدالة التجزئة يوضح دخول "hello" إلى دالة SHA-256 وإنتاج المخرج السداسي العشري المكون من 64 حرفًا.]

يُطلق على مخرجات الهاش نفسها، تلك السلسلة المكونة من 64 حرفًا، أحيانًا اسم قيمة الهاش (hash value) أو الملخص (digest). في الكتابات التقنية الدقيقة: التجزئة (hashing) هي العملية، ودالة الهاش (hash function) هي الخوارزمية، والهاش (أو قيمة الهاش) هو المخرج. في المحادثات اليومية، غالبًا ما تُستخدم هذه المصطلحات بشكل متبادل، وهذا الاختصار مقبول بمجرد توضيح الفرق.

الخصائص الخمس لدالة الهاش التشفيرية

تنتمي التجزئة إلى مجال علم التشفير، وهو علم تأمين المعلومات عبر تقنيات رياضية. ليست كل دالة تجزئة تشفيرية. جداول التجزئة المستخدمة في هياكل بيانات البرمجيات، على سبيل المثال، تستخدم تجزيئًا غير تشفيري مُحسّن للسرعة بدلاً من الأمان. يجب أن يلبي نوع دالة التجزئة المستخدمة في أنظمة البلوكتشين خمس خصائص محددة.

إن عمل هذه الخصائص الخمس معاً هو ما يجعل التجزئة المشفرة مفيدة كأداة أمنية. وبمجرد إزالة أي واحدة منها، ينهار النموذج الأمني.

الورق ابيض الخاص ببيتكوين والتجزئة

في أكتوبر 2008، ظهر مستند من تسع صفحات على قائمة بريدية للتشفير تحت عنوان بيتكوين: نظام نقد إلكتروني نظير إلى نظير. تم تحديد مؤلفه باسم ساتوشي ناكاموتو، الذي تبقى هويته الحقيقية مجهولة. اختفى ناكاموتو من التواصل العام حوالي 2010 إلى 2011، تاركًا وراءه نظامًا كاملاً يعمل و الـ ورق ابيض الذي وصفه. يمكنك قراءة المستند الأصلي على bitcoin.org/bitcoin.pdf.)

ورق البيتكوين الأبيض هو أوضح مثال متاح لكيفية استخدام مشروع عملات رقمية للتجزئة كآلية تقنية أساسية، وهو السبب في ظهور كلمة "تجزئة" بهذا التكرار في أي مناقشة جادة حول العملات الرقمية.

الاقتباس الكامل: ناكاموتو، س. (2008). بيتكوين: نظام نقد إلكتروني من نظير إلى نظير.

المشكلة: الإنفاق المزدوج

يبدأ ورق ابيض الخاص بالبيتكوين بتحديد مشكلة محددة في العملة الرقمية. فعلى عكس العملة المادية، يمكن نسخ الملف الرقمي. وهذا يؤدي إلى احتمالية الإنفاق المزدوج: إرسال نفس الوحدة من العملة الرقمية إلى مستلمين مختلفين في آن واحد. تحل الأنظمة المالية التقليدية هذه المشكلة من خلال سلطة مركزية، مثل بنك أو معالج دفع يتحقق من كل معاملة ويضمن عدم إنفاق نفس الأموال مرتين.

اقترح الورق ابيض حلاً مختلفاً: شبكة الند للند، وهو نظام يتصل فيه المشاركون ببعضهم البعض مباشرة بدلاً من الاتصال عبر خادم مركزي، ومؤمن عبر إثبات العمل القائم على التجزئة (Hashing). ومن خلال استخدام هذا النهج، اقترح الورق ابيض للبيتكوين طريقة لتحقيق اللامركزية، مما يلغي الحاجة إلى أي بنك أو حكومة أو شركة للعمل كوسيط موثوق.

SHA-256: دالة التجزئة التي يستخدمها البيتكوين

يحدد ورق ابيض بيتكوين SHA-256، وهو اختصار لـ "خوارزمية التجزئة الآمنة 256 بت"، كوظيفة التجزئة التشفيرية الخاصة بها. تعد SHA-256 جزءًا من عائلة SHA-2 لوظائف التجزئة، التي طورتها وكالة الأمن القومي (NSA) ونشرها المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST). يشير مصطلح "256 بت" إلى طول كل تجزئة تنتجها: 256 بت من البيانات، وهو ما يترجم إلى سلسلة الأحرف السداسية عشرية المكونة من 64 حرفًا والموضحة في الأمثلة أعلاه.

يستخدم البيتكوين خوارزمية SHA-256 مرتين متتاليتين خلال عملية التعدين، وهو تصميم يُعرف باسم SHA-256 المزدوج، مما يضيف طبقة أمان إضافية ضد بعض الهجمات النظرية.

يقوم عمال المناجم بتجزئة بنية بيانات محددة تسمى رأس الكتلة (block header)، وهي بنية بحجم 80 بايت تحتوي على تجزئة الكتلة السابقة، وجذر ميركل لجميع المعاملات في الكتلة، وطابع زمني، وهدف الصعوبة، ومتغير يسمى النونس (nonce).

معدل تجزئة شبكة البيتكوين، بمعنى العدد الإجمالي لحسابات SHA-256 التي يتم إجراؤها في الثانية من قبل جميع عمال المناجم على مستوى العالم، هو أحد مقاييس أمن الشبكة الإجمالي.

آلية إثبات العمل: كيف تؤمن التجزئة الشبكة

يعد إثبات العمل أحد أنواع آلية التوافق، وهو نظام يتفق من خلاله جميع المشاركين في شبكة لامركزية على المعاملات الصالحة، ويعتمد على التجزئة كمهمة حوسبة أساسية له. يتنافس معدنو البيتكوين لإضافة الكتلة التالية إلى السلسلة من خلال إكمال هذه العملية:

1. تجميع ترويسة الكتلة التي تحتوي على هاش الكتلة السابقة، وجذر ميركل (Merkle root)، والطابع الزمني الحالي، وهدف الصعوبة الخاص بالشبكة، وقيمة الـ nonce التي تبدأ من الصفر.
2. تشغيل خوارزمية SHA-256 مرتين على ترويسة الكتلة الكاملة، مما ينتج مخرج هاش مكون من 64 حرفاً.
3. التحقق من المخرج مقابل هدف الصعوبة. يجب أن يبدأ الهاش الصالح بعدد معين من الأصفار البادئة، على سبيل المثال: 0000000000000000000abc123.... كلما زاد عدد الأصفار البادئة المطلوبة، زادت صعوبة المهمة.
4. إذا لم يستوفِ المخرج الهدف، فقم بزيادة الـ nonce بمقدار واحد وكرر الخطوة الثانية.
5. إذا استوفى المخرج الهدف، قم ببث الكتلة إلى الشبكة. أول منقب يجد هاشاً صالحاً يحصل على المكافأة المجمعة بالبيتكوين.

[مخطط موصى به: تدفق تكرار الـ nonce لآلية إثبات العمل، يوضح مدخلات رأس الكتلة، والتجزئة المزدوجة SHA-256، والتحقق من الأصفار البادئة، وحلقة زيادة الـ nonce، وبث الكتلة الصالحة.]

النانس (Nonce)، الذي يعني "رقم يستخدم مرة واحدة"، هو المتغير في هذه العملية. معظم بيانات رأس الكتلة ثابتة: تجزئة الكتلة السابقة، وجذر ميركل، والطابع الزمني، وهدف الصعوبة كلها محددة مسبقًا. النانس هو الحقل الوحيد الذي يغيره المعدّنون بحرية. فكر في الأمر كقرص تجميع: يجرب المعدّنون ملايين التركيبات في الثانية حتى يلبي المخرج النمط المطلوب.

يتطلب العثور على هاش صالح جهداً حوسبياً هائلاً. بينما يستغرق التحقق من صحة الهاش عملية حسابية واحدة فقط لخوارزمية SHA-256. ويعد هذا التباين هو أساس أمان النظام؛ حيث يمكن لأي شخص التحقق من النتيجة فوراً، ولكن لا يمكن لأحد تزييف الجهد المبذول.

إن إثبات العمل ليس آلية التوافق الوحيدة المستخدمة اليوم. انتقل الإيثيريوم من إثبات العمل إلى إثبات التخزين في سبتمبر 2022، وهي عملية تُعرف باسم "الدمج" (The Merge). لا يعتمد إثبات التخزين على التجزئة المتكررة كآلية تنافسية أساسية له.

أشجار ميركل (Merkle Trees): تجزئة كل معاملة

إثبات العمل ليس المكان الوحيد الذي يظهر فيه التجزئة (hashing) في الورق الأبيض للبيتكوين. كل معاملة في الكتلة منظمة أيضاً من خلال هيكل يسمى شجرة ميركل (Merkle tree)، والتي تستخدم التجزئة لإنشاء ملخص واحد مضغوط لجميع المعاملات.

فكر في شجرة ميركل كسلسلة من الإيصالات، حيث يلخص كل إيصال إيصالين سابقين، حتى يلخص إيصال نهائي كل شيء. بالمصطلحات التقنية:

• يتم تجزئة كل معاملة فردية لإنتاج عقدة ورقية.
• يتم دمج أزواج من تجزئات العقد الورقية وتجزئتها مرة أخرى لإنتاج عقد أب.
• تستمر هذه العملية صعوداً في الشجرة حتى تتبقى تجزئة واحدة في القمة: الجذر الميركلي.

يتم تخزين جذر ميركل في رأس الكتلة، مما يعني أن سلسلة واحدة مكونة من 64 حرفًا تمثل وتلتزم بكل معاملة في الكتلة بأكملها. بلوكتشين البيتكوين هو توزيع دفتر الأستاذ، وهو سجل لكل معاملة تم إجراؤها على الإطلاق، تم نسخه عبر آلاف أجهزة الكمبيوتر حول العالم، وجذر ميركل هو ما يسمح لكل نسخة بالتحقق من تضمين المعاملات بكفاءة دون معالجة بيانات الكتلة بالكامل.

[يُوصى برسم توضيحي: هيكل شجرة ميركل يوضح العقد الورقية كتجزئات للمعاملات، والعقد الأبوية كتجزئات مدمجة، وجذر ميركل في القمة.]

التجزئة مقابل التشفير: ما الفرق؟

تعد كل من التجزئة والتشفير أدوات تشفيرية، لكنهما يعملان في اتجاهات مختلفة تماماً. فقد صُمم التشفير ليكون قابلاً للعكس: حيث تقوم بتشفير البيانات ليتمكن الطرف المصرح له من فك تشفيرها لاحقاً. بينما صُممت التجزئة لتكون غير قابلة للعكس: فبمجرد إجراء عملية التجزئة للبيانات، لا يمكن استعادة المدخلات الأصلية من المخرجات.

يُعد التشفير الأداة المناسبة عندما تحتاج إلى حماية البيانات واستعادتها لاحقاً، مثل تأمين رسالة أثناء نقلها. أما التجزئة (Hashing) فهي الأداة المناسبة عندما تحتاج إلى التحقق من أن البيانات لم تتغير، دون الحاجة إلى تخزين أو نقل البيانات الأصلية نفسها. وفي البيتكوين، تُستخدم التجزئة لربط الكتل وفي عملية التعدين، وليس لضمان سرية البيانات.

لماذا تُعد عملية التجزئة مهمة لأمن البلوكتشين

تحتوي كل كتلة في سلسلة البيتكوين على تجزئة (hash) الكتلة التي سبقتها. يخلق هذا رابطاً تشفيرياً عبر السلسلة بأكملها. إذا قام شخص ما بتعديل معاملة في الكتلة رقم 500، فإن تجزئة تلك الكتلة ستتغير. سيؤدي هذا التغيير إلى إبطال الرابط بالكتلة 501، مما سيؤثر بشكل متتالٍ على كل كتلة لاحقة. سيتطلب إصلاح هذا الضرر إعادة تعدين كل كتلة تالية، وهذا يعني التفوق على الجهد الحسابي المجمع لكل عامل تعدين آخر في العالم في وقت واحد.

هذا ما يجعل التجزئة أساسية لأمن العملات الرقمية: فهي تنشئ سلسلة من الأدلة المشفرة يصعب تغييرها بشكل متزايد مع كل كتلة جديدة تضاف. خاصية مقاومة التلاعب ليست نتاجًا لأي سياسة أو مؤسسة. إنها تتبع مباشرة من الرياضيات الخاصة بالتجزئة المشفرة.

يمكنك التحقق من معاملاتك المؤكدة من خلال استرداد تفاصيل المعاملات من مستكشفي البلوكتشين, التي تطبق نفس مبادئ التجزئة لعرض بيانات الكتل والمعاملات.

ما وراء البيتكوين: كيف تستخدم الأوراق البيضاء الأخرى التجزئة

وضع الورق الابيض الخاص بالبيتكوين نموذجاً اتبعته مشاريع العملات الرقمية الأخرى، بما في ذلك ممارسة تحديد دالة هاش تشفيرية كجزء من البنية التقنية. وتكشف الخيارات التي تتخذها المشاريع المختلفة في هذا القسم الكثير عن أولويات التصميم الخاصة بها.

اقترح ورق ابيض إيثيريوم, المنشور في عام 2013 بواسطة فيتاليك بوتيرين، البلوكتشين قابلة للبرمجة وقادرة على تشغيل العقود الذكية (اتفاقيات برمجية ذاتية التنفيذ)، متجاوزاً بذلك حالة الاستخدام الأساسية للبيتكوين والمتمثلة في المدفوعات من نظير إلى نظير. حدد التصميم الأصلي للإيثيريوم خوارزمية Keccak-256، وهي عضو في عائلة SHA-3، بدلاً من خوارزمية SHA-256 الخاصة بالبيتكوين.

يعني انتقال إيثيريوم بعيدًا عن آلية إثبات العمل في عام 2022 أنها لم تعد تعتمد على المنافسة التعدينية القائمة على التجزئة. يظل ورق ابيض إيثيريوم ذا صلة كمستند، لكن النظام المباشر قد تم تحديثه بشكل كبير منذ نشره الأصلي.

إن دالة التجزئة وآلية التوافق التي يحددها المشروع هي قرارات تصميمية وليست افتراضية. إن فهم ما تعنيه هذه الخيارات هو جزء من قراءة ورق ابيض كقارئ مطلع تقنياً. وللحصول على مثال آخر حول كيفية وصف مشروع بلوكتشين رئيسي لهيكله التقني، انظر كيفية هيكلة بلوكتشين كاردانو.

كيفية تقييم الادعاءات التقنية في ورق ابيض

تصبح قراءة ورق ابيض للعملات الرقمية أكثر إنتاجية بمجرد معرفة ما يجب البحث عنه في القسم الفني. وغالباً ما يكون وصف التجزئة وآلية التوافق هو المكان الذي يثبت فيه ورق ابيض الجوهر الفني أو يكشف عن غيابه. ستساعدك هذه الأسئلة الخمسة في تقييم البنية الفنية لأي مشروع عملات رقمية دون الحاجة إلى خلفية في علوم الحاسب الآلي.

1. ما هي دالة التشفير (hash function) التي يستخدمها المشروع، وهل هي خوارزمية معروفة وموثوقة؟ الورق ابيض الذي يحدد SHA-256 أو Keccak-256 أو أي خوارزمية أخرى موثقة جيداً يقدم ادعاءً يمكن التحقق منه. أما الورق ابيض الذي يصف "آلية تشفير مملوكة وحصرية" دون الاستشهاد بأبحاث سابقة، فيستحق تدقيقاً إضافياً.

٢. هل يصف الورق الابيض آلية التوافق بتفاصيل كافية لتكون قابلة للتحقق بشكل مستقل؟ يوضح الورق الابيض الموثوق ليس فقط مسمى آلية التوافق، بل كيفية عملها: ما يفعله المشاركون، وبماذا يُكافئون، وما الذي يمنعهم من الغش. إن اللغة الغامضة مثل "يستخدم تشفيراً متقدماً لتأمين الشبكة" ليست مواصفات فنية.

٣. هل الادعاءات المتعلقة بالتشفير متسقة تقنياً؟ هل يحل النظام الموصوف فعلياً المشكلة التي يدعي حلها؟ النظام الذي يدعي أنه مقاوم للتلاعب ولكنه لا يشرح كيف يتم ربط الكتل السابقة تشفيرياً، لديه ثغرة في منطقه سيلاحظها القارئ المتأني.

4. هل يشير ورق ابيض إلى أبحاث سابقة أو معايير راسخة؟ يشير ورق ابيض الخاص ببيتكوين إلى أعمال سابقة في مجالات دوال التجزئة، والتوقيعات الرقمية، والأنظمة الموزعة. ورق ابيض يعامل جميع آلياته على أنها اختراعات أصلية، دون الإشارة إلى الأدبيات التقنية ذات الصلة، يستحق الفحص عن كثب.

5. هل يمكن لمطور مستقل إعادة إنتاج الآلية الموصوفة من خلال الورق ابيض وحده؟ يجب أن يكون الورق ابيض الذي يعمل كمواصفات تقنية حقيقية دقيقاً بما يكفي بحيث يتمكن المطور الذي لم يسبق له رؤية كود المشروع من تنفيذ آلياته الأساسية من الوثيقة. إذا كان القسم التقني يترك التنفيذ غامضاً تماماً، فإنه لا يؤدي غرضه المعلن.

لا تتطلب أي من هذه الأسئلة خبرة في التشفير. بل تتطلب قراءة القسم التقني بعناية وملاحظة ما إذا كان المؤلف قد قدم أوصافًا محددة وقابلة للتحقق، أو قد استبدل الثقة بالدقة.

الأسئلة الشائعة

كيف يبدو الهاش (Hash)؟

الهاش هو سلسلة نصية ذات طول ثابت من الأحرف السداسية عشرية. باستخدام SHA-256، تُنتج كلمة 'hello' الهاش 2cf24dba5fb0a30e26e83b2ac5b9e29e1b161e5c1fa7425e73043362938b9824. تلك السلسلة المكونة من 64 حرفاً تكون دائماً بنفس الطول بغض النظر عن مدى كون المدخل طويلًا. كل هاش من نوع SHA-256 ينتج بالضبط 64 حرفاً سداسياً عشرياً.

هل يمكن عكس الهاش؟

لا. دالة الهاش التشفيرية مصممة لتكون أحادية الاتجاه. معرفة ناتج الهاش لا توفر لك مسارًا رياضيًا للعودة إلى المدخل الأصلي. هذه هي خاصية مقاومة الصورة الأولية. نظريًا، يمكنك تجربة كل مدخل ممكن حتى ينتج أحدها هاشًا مطابقًا، ولكن بالنسبة لـ SHA-256، فإن عدد المدخلات الممكنة يجعل ذلك غير ممكن حسابيًا.

ما هو الفرق بين التجزئة (Hashing) والتشفير (Encryption)؟

عملية التجزئة (Hashing) غير قابلة للعكس: فهي تحول البيانات إلى سلسلة نصية ثابتة الطول لا يمكن فك تشفيرها للعودة إلى النص الأصلي. أما التشفير فهو قابل للعكس: حيث يتم تحويل البيانات باستخدام مفتاح، ويمكن للحامل المصرح له للمفتاح الصحيح فك تشفيرها. تُستخدم التجزئة للتحقق والكشف عن التلاعب، بينما يُستخدم التشفير لضمان السرية ونقل البيانات بشكل آمن.

لماذا تُستخدم التجزئة في البلوكتشين؟

تُستخدم عملية التجزئة (Hashing) في البلوكتشين لغرضين مرتبطين. أولاً، تحتوي كل كتلة على رمز التجزئة الخاص بالكتلة السابقة، مما يُنشئ سلسلة مشفرة تجعل أي تعديل في البيانات التاريخية قابلاً للاكتشاف فوراً. ثانياً، يستخدم نظام إثبات العمل الخاص بالبيتكوين التجزئة كمهمة حسابية تنافسية يجب على المعدنين إكمالها لإضافة كتل جديدة، مما يجعل الشبكة مقاومة للتلاعب من قبل أي طرف واحد.

ما هو SHA-256؟

SHA-256 هو اختصار لـ Secure Hash Algorithm 256-bit (خوارزمية التجزئة الآمنة 256 بت). إنها دالة التجزئة التشفيرية المحددة في الـ ورق ابيض الخاص بالبيتكوين، والتي طورتها وكالة الأمن القومي (NSA) ونشرتها المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) كجزء من عائلة SHA-2. تأخذ أي مدخل وتنتج مخرجًا بحجم 256 بت، يُعبر عنه كسلسلة سداسية عشرية مكونة من 64 حرفًا. يطبقها البيتكوين مرتين بالتتابع أثناء عملية التعدين.

ماذا يحدث إذا أنتج مدخلان نفس قيمة التجزئة؟

عندما ينتج مدخلان مختلفان نفس مخرجات التجزئة، يُسمى ذلك تصادماً. صُممت دوال التجزئة التشفيرية لجعل التصادمات غير ممكنة من الناحية الحسابية: إن احتمال العثور على مدخلين ينتجان نفس قيمة التجزئة باستخدام SHA-256 ضئيل جداً بشكل فلكي. إذا وُجد أن دالة تجزئة تنتج تصادمات بشكل يمكن التنبؤ به، فستعتبر مكسورة تشفيرياً وغير مناسبة للتطبيقات الأمنية.

هل لا يزال الورق ابيض الخاص ببيتكوين ذا صلة اليوم؟

نعم. يظل ورق ابيض لبيتكوين الذي نشره ساتوشي ناكاموتو في عام 2008 المرجع الأساسي لتصميم إجماع إثبات العمل وأكثر الأمثلة دراسةً لورق ابيض للعملات الرقمية كمستند تقني. تواصل شبكة بيتكوين العمل باستخدام الآليات التي يصفها ورق ابيض. يبلغ طوله تسع صفحات وهو متاح مجانًا على bitcoin.org/bitcoin.pdf.

من كتب ورق ابيض الخاص بالإيثيريوم؟

كتب فيتاليك بوتيرين ورق ابيض للإيثيريوم، والذي نُشر في عام 2013. اقترحت الوثيقة البلوكتشين قابلة للبرمجة يمكنها تنفيذ العقود الذكية، مما يوسع المفهوم الذي قدمته البيتكوين. استخدمت إيثيريوم في الأصل Keccak-256 كدالة تجزئة وإثبات العمل كآلية التوافق الخاصة بها، ثم انتقلت إلى إثبات التخزين في سبتمبر 2022. ورق ابيض للإيثيريوم متاح على ethereum.org/en/whitepaper/.

قراءات ذات صلة

["- ما هي التوقيع الرقمي؟ دليل العملات الرقمية","- كيفية استرداد تفاصيل معاملتك من مختلف مستكشفات البلوكتشين","- ما هي كاردانو؟ عملة ADA الرقمية وشرح البلوكتشين"]