زنجیره بلوکی: معرفی و کاربردها

نوع مقاله : دعوت شده

نویسندگان

گروه مهندسی برق، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

زنجیره‌ بلوکی را می‌توان یک دفتر دیجیتال جهانی خطاناپذیر معرفی کرد که برای هر گونه عملیات ثبت داده یا به بیانی دیگر ذخیره‌سازی تراکنش‌ها به کار می‌رود. غیرمتمرکز بودن، توزیع پذیری، امنیت، شفافیت، تغییرناپذیری و گمنامی از ویژگی‌های اصلی این فناوری نوظهور می‌باشند. رمزارزها و به طور خاص بیت‌کوین مهم‌ترین و موفق‌ترین کاربرد فناوری زنجیره بلوکی اند. بیت‌کوین اولین پیاده‌سازی عملی و موفق زنجیره بلوکی‌ است. نوآوری خالق بیت‌کوین در این بود که راهی برای غیرمتمرکزسازی تراکنش‌های مالی با استفاده از زنجیره بلوکی ایجاد کرد و پس از آن هزاران رمز ارز دیگر با تغییراتی در این ساختار پایه، بر بستر زنجیره بلوکی بوجود آمد. با استفاده از این فناوری، امکان تقلب، دو بار خرج کردن پول و برگشت تراکنش‌های مالی ثبت شده در شبکه از بین می‌رود. با پیشرفت دنیای رمز ارزها، اتریوم که آن را نسل دوم زنجیره ‌بلوکی می‌نامند، ظهور کرد. هدف اصلی اتریوم این بود که بتواند همه عملیات و فرآیندها را غیرمتمرکز کند. قراردادهای هوشمند نیز یکی از فناوری‌های حاصل از شبکه اتریوم است. هدف طراح آن، این بود که برای نگهداری از قراردادها از یک دفترکل توزیع شده استفاده کند. در این مقاله، مروری کامل بر مباحث مطرح شده در حوزه زنجیره ‌بلوکی ارائه شده‌ است. مفاهیم اساسی، شبکه اتریوم و معرفی چندین پروژه‌ انجام شده در این حوزه سه بخش‌ اصلی این مقاله را تشکیل می‌دهند.

کلیدواژه‌ها


[1] روحانی یزدی، ف. (۱۴۰۰)  ثبت اطلاعات پزشکی روی شبکه بلاک‌چین. پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهیدباهنر کرمان.
 
[2] شاه کرمی پور، ش. (۱۴۰۰) ثبت و تأیید مدارک دانشگاهی روی شبکه بلاک‌چین. پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهیدباهنر کرمان.
 
[3] شایگان، پ. (۱۴۰۰) طراحی واحد دانش فنی نیروگاه های خورشیدی با استفاده از فناوری قراردادهای هوشمند بر بستر زنجیره بلوکی پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهیدباهنر کرمان.
 
[4] شجاعی باغینی، م. (۱۴۰۰) مدیریت و احرازهویت دیجیتالی با استفاده از فناوری بلاک چین" پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهیدباهنر کرمان.
 
[5] Aitzhan, N. Z. and Svetinovic, D. (2016). Security and privacy in decentralized energy trading through multi-signatures, blockchain and anonymous messaging streams. IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing, 15(5), 840-852.
 
[6] AlQahtani, S., Alsalamah, S., Alimam, A., AlAdullatif, A., AlAmri, M., AlThaqeb, M., ... and Aschheim, K. (2019). Towards a unified blockchain-based dental record ecosystem for disaster victims identification. In Proceedings of the 5th International Conference on Health Informatics and Medical Systems.
 
[7] Angelov, A. and Sørensen, M. (2018). Decentralized Identity Management System for Self-Sovereign Identity, M.Sc. In Engineering of Inovative Communication Technologies and Entrepreneurship, Aalborg University Copenhagen.
 
[8] Antonopoulos, A. M. (2014). Mastering Bitcoin: unlocking digital cryptocurrencies. O’Reilly Media, Inc.
 
[9] Antonopoulos, A. M., and Wood, G. (2018). Mastering ethereum: building smart contracts and dapps. O’reilly Media.
 
[10] Balsubramanian, S., Prashanth, I. R., and Ravishankar, S. (2009). Mark sheet verification. In 2009 3rd International Conference on Anti-counterfeiting, Security, and Identification in Communication, 359-362, IEEE.
 
[11] Bashir, I. (2017). Mastering blockchain. Packt Publishing Ltd.
 
[12] Bhargav-Spantzel, A., Squicciarini, A. C., and Bertino, E. (2006). Establishing and protecting digital identity in federation systems. Journal of Computer Security, 14(3), 269-300.
 
[13] Buterin, V. (2014). A next-generation smart contract and decentralized application platform. white paper, 3(37), 2-1.
 
[14] Cash, B. (2019). Bitcoin cash. Development, 2.
 
[15] Chen, Z., and Zhu, Y. (2017, June). Personal archive service system using blockchain technology: Case study, promising and challenging. In 2017 IEEE International Conference on AI and Mobile Services (AIMS), 93-99, IEEE.
 
[16] Cheng, J. C., Lee, N. Y., Chi, C., and Chen, Y. H. (2018). Blockchain and smart contract for digital certificate. In 2018 IEEE international conference on applied system invention (ICASI), 1046-1051, IEEE.
 
[17] Dhillon, V., Metcalf, D., and Hooper, M. (2017). The DAO hacked. In Blockchain Enabled Applications, 67-78. Apress, Berkeley, CA.
 
[18] Franco, P. (2014). Understanding Bitcoin: Cryptography, engineering and economics. John Wiley and Sons.
 
[19] Bhaskar, P., Tiwari, C. K., and Joshi, A. (2020). Blockchain in education management: present and future applications. Interactive Technology and Smart Education.
 
[20] Goutte, S., Guesmi, K., and Saadi, S. (2019). Cryptofinance and Mechanisms of Exchange. Springer International Publishing.
 
[21] Goyal, S., Sanjith, K., Sisodia, A., Suhaas, N. M., and Akram, S. (2020). Transactions Process in Advanced Applications on Ethereum Blockchain Network. In  2020 International Conference on Recent Trends on Electronics, Information, Communication and Technology (RTEICT), 275-281, IEEE.
 
[22] Gupta, M. (2018). Blockchain for Dummies (2nd IBM Li).
 
[23] Hileman, G. (2016). State of blockchain q1 2016: Blockchain funding overtakes bitcoin. CoinDesk, New York, NY, May, 11.
 
[24] Haber, S., and Stornetta, W. S. (1990). How to time-stamp a digital document. In Conference on the Theory and Application of Cryptography, 437-455. Springer, Berlin, Heidelberg.
 
[25] Iyer, K., and Dannen, C. (2018). The ethereum development environment. In Building games with ethereum smart contracts, 19-36. Apress, Berkeley, CA.
 
[26] Jin, H., Luo, Y., Li, P., and Mathew, J. (2019). A review of secure and privacypreserving medical data sharing. IEEE Access, 7, 61656-61669.
 
[27] Kang, E. S., Pee, S. J., Song, J. G., and Jang, J. W. (2018). A blockchain-based energy trading platform for smart homes in a microgrid. In 2018 3rd international conference on computer and communication systems (ICCCS), pp. 472-476, IEEE.
 
[28] Khan, N. (2019). Lightning network: A comparative review of transaction fees and data analysis. In International Congress on Blockchain and Applications, 11- 8. Springer, Cham.
 
[29] Laszka, A., Eisele, S., Dubey, A., Karsai, G., and Kvaternik, K. (2018). TRANSAX: A blockchain-based decentralized forward-trading energy exchanged for transactive microgrids. In 2018 IEEE 24th International Conference on Parallel and Distributed Systems (ICPADS), 918-927, IEEE.
 
[30] Metcalfe, W. (2020). Ethereum, smart contracts, DApps. Blockchain and Crypt Currency, 77.
 
[31] Miller, A. R., and Tucker, C. (2014). Health information exchange, system size and information silos. Journal of health economics, 33, 28-42.
 
[32] Mohanty, D. (2018). Basic solidity programming. In Ethereum for Architects and Developers, 55-103. Apress, Berkeley, CA.
 
[33] Mora, C., Rollins, R. L., Taladay, K., Kantar, M. B., Chock, M. K., Shimada, M., and Franklin, E. C. (2018). Bitcoin emissions alone could push global warming above 2 C. Nature Climate Change, 8(11), 931-933.
 
[34] Ozer R., (2017). Ethereum-The Insider Guide to Blockchain Technology, Cryptocurrency and Mining Ethereum, Stat. F. Theor, 50.
 
[35] Pee, S. J., Kang, E. S., Song, J. G., and Jang, J. W. (2019). Blockchain based smart energy trading platform using smart contract. In 2019 International Conference on Artificial Intelligence in Information and Communication (ICAIIC) (pp. 322-325). IEEE.
 
[36] Ramachandran, S., Kiruthika, O. O., Ramasamy, A., Vanaja, R., and Mukherjee, S. (2020). A review on blockchain-based strategies for management of electronic health records (EHRs). In 2020 International Conference on Smart Electronics and Communication (ICOSEC) , 341-346. IEEE.
 
[37] Sabounchi, M., and Wei, J. (2017). Towards resilient networked microgrids: Blockchain-enabled peer-to-peer electricity trading mechanism. In 2017 IEEE Conference on Energy Internet and Energy System Integration (EI2), 1-5, IEEE.
 
[38] Sheng, C. A. O., Zheng, C., a nd Xuandong, S. (2007). Anti-counterfeit Authentication System of Printed Information Based on A Logic Signing Tehinique. In International Conference on Intelligent Systems and Knowledge Engineering 2007, 1254-1259. Atlantis Press.
 
[39] Szabo N. Smart contracts: building blocks for digital markets. EXTROPY: The Journal of Transhumanist Thought,(16), 18(2):28.
 
[40] Venegas, P. (2017). Initial coin offering (ICO) risk, value and cost in blockchain trustless crypto markets. Value and Cost in Blockchain Trustless Crypto Markets.
 
[41] Warasart M, Kuacharoen P. (2012) based document authentication using digital signature and QR code. In4TH International Conference on Computer Engineering and Technology (ICCET 2012).
 
[42] Wang, S., Ouyang, L., Yuan, Y., Ni, X., Han, X., and Wang, F. Y. (2019). Blockchain-enabled smart contracts: architecture, applications, and future trends. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems, 49(11), 2266- 2277.
 
[43] Wang S, Taha AF, Wang J, Kvaternik K, Hahn A. (2019). Energy crowdsourcing and peer-to-peer energy trading in blockchain-enabled smart grids. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems.4;49(8):1612-23.
 
[44] Wood, G. (2014). Ethereum: A secure decentralised generalised transaction ledger. Ethereum project yellow paper, 151(2014), 1-32.
 
[45] Wüst, K., and Gervais, A. (2018). Do you need a blockchain?. In 2018 Crypto Valley Conference on Blockchain Technology (CVCBT), 45-54, IEEE.
 
[46] Wu, X. B., Zou, Z., and Song, D. (2019). Learn ethereum: build your own decentralized applications with ethereum and smart contracts. Packt Publishing Ltd.
 
[47] Nakamoto, S. (2009). Nakamoto, S, Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system.
 
[48] Zhou, Z., Tan, L., and Xu, G. (2018). Blockchain and edge computing based vehicle-to-grid energy trading in energy internet. In 2018 2nd IEEE conference on energy internet and energy system integration (EI2), 1-5, IEEE.
 
[49] Available at: https://101blockchains.com/.