شما به خوبی میدانید که بلاک چین از زنجیرهای از بلوکها تشکیل شده که هر بلوک اطلاعات کلیدی نظیر زمان تراکنشها را در خود دارد. اما آیا راهی برای شناسایی این بلوکها در زنجیره وجود دارد؟ آیا میتوانیم اطلاعات خاصی را به شیوهای ذخیره کنیم که ماینرها نیازی به بررسی کامل بلوک نداشته باشند؟ پاسخ در هدر بلاک نهفته است؛ در این مقاله تمامی جزئیات آن را بررسی خواهیم کرد.
هدر بلاک در ابتداییترین سطح بلاک قرار دارد و شامل اطلاعاتی از جمله تراکنشها، زمان وقوع، میزان سختی استخراج و جزئیات دیگر است که میتوانند در افزایش امنیت و همچنین حفظ یکپارچگی الزامات زنجیره بلاکها مؤثر باشند.
تا پایان مقاله با ما باشید تا درباره Block Header در ارزهای دیجیتال و عملکرد آن بیشتر بدانید. همچنین میتوانید برای اطلاعات بیشتر درباره قیمت ارزهای دیجیتال به سایت فارسی سواپ مراجعه کنید.
هدر بلاک رمزارز چه چیزی است؟
هدر بلاک به عنوان نشانهای برای شناسایی هر بلاک در زنجیره بلاکچین عمل میکند. هدر بلاک به طور مداوم هش میشود تا اثبات کار برای پاداشهای استخراج ایجاد شود. بلاک چین مانند زنجیرهای از بلاکهاست که در هر بلاک اطلاعات مربوط به تراکنشها ذخیره میشود، و هدر بلاک این امکان را فراهم میکند که هر بلاک به راحتی از دیگری تمییز داده شود.
Block Header به ماینرها این امکان را میدهد که برای اعتبار بخشی به آن، فقط هدر را هش کنند؛ چرا که این عمل بسیار کارآمدتر از هش کردن کل بلوک، که ممکن است شامل هزاران تراکنش باشد، است. برای ماینر سختتر خواهد بود که Nonce را تغییر دهد و یک بلوک کامل ۲ مگابایتی را بار دیگر هش کند. این کار را میتوان با هش کردن هدرهای بلاک بیت کوین که دقیقاً ۸۰ بایت طول دارند، مقایسه کرد.
اجزای هدر بلاک چیست؟
هدر بلاک ارز دیجیتال از سه دسته ابرداده بلوک تشکیل شده است. نخست، اشاره به هش بلاک قبلی دارد که این بلوک را به بلوک قبلی در زنجیره متصل میکند. دسته دوم فراداده، سختی هدف است که اطلاعات مربوط به مهر زمانی و وضعیت رقابت استخراج را نگهداری میکند. سومین بخش ریشه درخت مرکل است که نمای کلی از تراکنشها را ارائه میدهد.
همهجا طلا یه قیمت نیست
چندکس رو باز کن و ببین چطور با یه بودجه ثابت، بیشترین طلا رو از بهترین پلتفرم میگیری. مقایسه کن تا ضرر نکنی!
هدر بلاک ۸۰ بایت است، در حالی که میانگین اندازه یک تراکنش حداقل ۲۵۰ بایت است و یک بلوک معمولی بیش از ۵۰۰ تراکنش را در خود دارد.
| سایز | فیلد | توضیح |
| ۴ بایت | شماره نسخه (Version) | نسخه برای ردیابی بهروزرسانیهای نرم افزاری/پروتکل |
| ۳۲ بایت | هش بلاک قبلی | ارجاع به هش بلوک قبلی (والد) در زنجیره |
| ۳۲ بایت | ریشه درخت مرکل | هش ریشه درخت مرکل مرتبط با تراکنشهای این بلوک |
| ۴ بایت | مهرزمانی (Timestamp) | زمان تقریبی ایجاد این بلوک (ثانیه از یونیکس Epoch) |
| ۴ بایت | سختی هدف (Difficulty Target) | هدف دشواری الگوریتم اثبات کار برای این بلوک |
| ۴ بایت | Nonce | عدد مورد استفاده در الگوریتم اثبات کار |
جدول ۱. ساختار هدر بلاک
در ادامه بیشتر با این اجزا آشنا خواهید شد.
هریک از اجزای هدر بلاک چه اطلاعاتی را نگه میدارد؟
هر یک از مؤلفههای ذکر شده در بخش قبلی برای ایجاد یک هدر دقیق و قابل اعتماد حیاتی هستند.
در واقع هدر بلاک بخشی از بلوک است که خلاصهای از محتوای آن را نمایش میدهد. این شامل ابردادههایی مانند زمان و دشواری استخراج بلوک، ریشه Merkle تراکنشها و nonce است. همچنین هش بلوک قبلی را نیز داراست که امکان تشکیل «زنجیره» بلاکها را فراهم میسازد. به بیان ساده، هدر بلاک فقط مشتمل بر فهرست تراکنشهای خام نیست.
شماره نسخه هدر بلاک
با استفاده از شماره نسخه هدر بلاک میتوان تغییرات و بهروزرسانیها را در سطح پروتکل پیگیری کرد. سه نوع نسخه وجود دارد که بلاکها از آنها بهره میبرند:
- نسخه بلاک چین ۱.۰ (ارز رمزنگاری شده): مشابه بیت کوین از یک دفتر کل عمومی برای ذخیره دادهها استفاده میکند.
- بلاک چین نسخه ۲.۰ (قرارداد هوشمند): برنامههایی که به شبکه اجرایی مربوط میشوند، همچون اتریوم.
- بلاک چین نسخه ۳.۰ (DAPPS): برای ساختار غیرمتمرکز مشابه مرورگر tor مورد استفاده قرار میگیرد.
- بلاک چین نسخه ۴.۰ (بلاک چین برای صنعت): این نسخه بهمنظور ایجاد یک شبکه بلاک چین مقیاس پذیر و اقتصادی است که بیشتر افراد بتوانند از آن استفاده کنند.
هش بلاک قبلی
بلاک چین متشکل از چندین گره با نام بلاک هستند که به هم پیوند خوردهاند. هش بلاک قبلی، آدرس گره والد را نگه میدارد. این بخش با اتصال بلاک فعلی به بلاک والد، زنجیرهای امن را ایجاد میکند. تنها بلوک بدون این مقدار، Genesis Block است که اولین گره این زنجیره به شمار میآید.
ریشه Merkle
این درخت از دادهها برای محاسبه مقدار ریشهاش استفاده میکند تا در برابر دادههای خراب، هک شده و یا دستکاری شده مصون بماند. این بخش تمامی تراکنشها را در هدر بلاک به صورت هش شده نگه میدارد که شامل مهر زمانی است و این امکان را فراهم میسازد که زمان وقوع یک رویداد خاص در یک رکورد دائمی و رمزگذاری شده را پیگیری کرد. اطلاعاتی نظیر تاریخ و زمان را نشان میدهد و بسیار دقیق با خطایی زیر یک ثانیه است.
مهر زمانی
مهر زمانی در زنجیره بلوکی نشاندهنده این است که یک بلوک در چه زمانی ساخته شده است و به عنوان پارامتر تأیید صحت هر بلوک به کار میرود.
سختی هدف
این برای تنظیم مقدار سختی ماینرهایی که برای حل این بلوک تلاش میکنند، استفاده میشود. این بخش پیچیدگی و قدرت محاسباتی لازم برای استخراج شبکه را معین میکند؛ اگر سختی هدف بالا باشد، برای استخراج آن نیاز به ماشینهای محاسباتی قویتر است.
Nonce
این مقدار است که ماینرها میتوانند برای ایجاد جایگشتهای مختلف تغییر دهند و یک هش صحیح تولید کنند.
این عدد بهعنوان «عدد استفادهی تک» شناخته میشود و عددی است که استخراجکنندگان بلاک چین برای یافتن آن تلاش میکنند و بهطور میانگین تقریباً ۱۰ بار طول میکشد تا یک مقدار نادرست را شناسایی کنند. عدد nonce یک عدد ۳۲ بیتی است که حداکثر مقدار آن (۳۲) ^ ۲ است، بنابراین وظیفه استخراجکنندگان بیت کوین این است که مقدار صحیح را یافته و این عدد بهطور تصادفی بین ۰ و (۳۲) ^ ۲ را بیابند. به همین دلیل، روند استخراج از بعد محاسباتی پرهزینه میشود.
هدر بلاک در بلاکچین چگونه عمل میکند؟
هدر بلاک معمولاً در مستندات توسعهدهندگان بیت کوین استفاده میشود که موجب میشود وظایف هر بلاک به سرعت و سهولت ذخیره شوند. به کمک هدر بلاک، امکان ذخیره کل بلاک چین در یک پایگاه داده ساده یا به صورت فایل فراهم میشود. به عبارت دیگر، هدر بلاک در بلاکچین میتواند به صورت عمودی سازماندهی شود تا به سادگی به کل بلاک چین دسترسی داشته باشیم.
بلاکها به صورت لایه به لایه طراحی میشوند که در سطح بالای آنها بلاک پایه قرار دارد. با افزایش تعداد بلاکها، هر لایه جدید تشکیل میشود و ارتفاع آن بیشتر میگردد. اولین بلاک در زنجیره، بلاک پیدایش نامیده میشود و این طراحی لایهای و نگهداری تاریخ سبب امنیت بیت کوین میگردد.
برای آشنایی با استخراج استاندارد، یک هدر بلاک را در نظر بگیرید که به طور مرتب با تابع هش و تغییر مقدار nonce، هش میشود. این عمل به تولید مدرکی برای اثبات کار کمک میکند که به ماینرها اجازه میدهد تا به ازای مشارکت در حفظ کارکرد یکپارچه و کارآمد سیستم بلاک چین پاداش دریافت کنند.
شناسه کلیدی هر بلاک هش رمزنگاری آن است. این هش رمزنگاری به نوعی شناسنامه دیجیتال بلاک و هدر بلاک است که توسط الگوریتمهای هش رمزگشایی شده و بازخوانی میگردد. در انتهای مقاله، در خصوص هشهای رمزنگاری اطلاعات بیشتری را ارائه خواهیم داد.
هش بلوک چیست؟
هش رمزنگاری، شناسایی بلوک است که با اثر انگشت دیجیتال همانند خود بلوک عمل میکند و با دو بار هش کردن هدر بلاک از طریق الگوریتم SHA256 ساخته میشود. نتیجه این کار، یک هش ۳۲ بایتی است که به آن هش بلوک اطلاق میشود. در واقع، این هش هدر بلوک است، زیرا تنها هدر برای محاسبه آن بهرهبرداری شده است. به عنوان مثال، ۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۱۹d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f است که هش بلوک اول بیت کوین بوده و تا کنون تولید شده است. هش بلوک به طور منحصر به فرد و واضح یک بلوک را شناسایی میکند و میتواند به راحتی از طریق هر گره با هش کردن هدر بلوک استخراج شود.
توجه داشته باشید که Block Header در واقع در ساختار داده بلوک گنجانده نمیشود، چه زمانی که بلوک در شبکه منتقل میشود و چه زمانیکه در ذخیرهسازی پایدار گره به عنوان بخشی از زنجیره ذخیره میشود. به جای آن، هش بلوک با دریافت بلوک از شبکه توسط هر گره محاسبه میگردد. هش بلوک ممکن است در یک جدول پایگاه داده مجزا به عنوان بخشی از فراداده بلوک ذخیره شود تا امکان ایندکس کردن و بازیابی سریعتر بلوکها از دیسک فراهم آید.
آیا ساختار هدر بلاک برای کلاینتهای لایت مناسب است؟
هدرهای بلوک به دلیل اندازه کوچک خود، برای ماینینگ بسیار عالی هستند و همچنین برای کاربرهای سبک نیز مناسب میباشند. بلاک چین بیت کوین برای ذخیرهسازی در دستگاههایی نظیر گوشیهای هوشمند به حدی بزرگ است که اگر ۱۰۰۰۰۰ بلوک یک مگابایتی وجود داشته باشد، شما به ۱۰۰ گیگابایت فضا نیاز خواهید داشت. اما با فقط هدرهای بلوک، تنها ۰.۰۰۸ گیگابایت یا ۸ مگابایت فضایی نیاز خواهد بود.
این بدین معناست که دستگاههایی که فضای ذخیرهسازی و پهنای باند کمتری دارند، هنوز هم میتوانند به نوعی از تأیید اعتبار برخوردار شوند. از آنجایی که ریشه Merkle شامل تمامی تراکنشهاست، آنها میتوانند در آینده بررسی کنند که آیا یک تراکنش خاص در یک بلوک گنجانده شده است یا خیر.
این کار هزینهبر است، زیرا کاربر باید به یک شخص ثالث تکیه کند تا اطلاعات لازم را ارائه دهد. با این وجود، کلاینتهای لایت به سیستمی ارجحیت دارند که در آن کاربران هیچگونه تأییدی را انجام نمیدهند.
اجزاء تشکیلدهنده یک هدر بلوک کدامند؟
هدر بلوک بخشی از یک بلوک است که به عنوان خلاصهای از دیگر قسمتهای بلوک عمل میکند. این شامل تمام ابردادهها، مانند زمان و دشواری استخراج، ریشه Merkle تراکنشها و nonce است.
چند هش در یک بلوک وجود دارد؟
شناسه کلیدی یک بلوک، هش رمزنگاری آن است که یک اثر انگشت دیجیتال از طریق دو بار هش کردن هدر بلاک با استفاده از الگوریتم SHA256 ایجاد میشود. بهدستآمده از اینکار، یک هش ۳۲ بایتی است که تحت عنوان هش بلوک شناخته میشود.
