؟How does Bitcoin work كيف يعمل بيتكوين

في الأنظمة المالية التقليدية، يمكن للحكومات طباعة أموال جديدة عندما يحتاجونها. لكن في البتكوين، الأموال لا تتم طباعتها، و إنما إكتشافها. فالحواسيب حول العالم "تقوم بالتعدين Mine" لإيجاد العملات عن طريق التنافس فيما بينها.

كيف يتم التعدين؟

يتم إرسال البتكوين من قبل مستخدمي شبكة البتكوين بشكل مستمر. و لكن في حال عدم وجود سجل يحوي جميع الصفقات، فلا يمكن متابعة عمليات الشراء و البيع و غيرها من أمور مالية. تحل شبكة البتكوين هذه المشكلة عن طريق جمع كل الصفقات التي تمت خلال فترة زمنية معينة في قائمة، تدعى بالكتلة Block. و وظيفة المعدنون التأكد من صحة تلك الصفقات، و تسجيل الصفقات الصحيحة في دفتر حسابات عامgeneral ledger.

Hash التجزءة و التحويل إلى هاش

دفتر الحسابات العام هذا هو عبارة عن قائمة ضخمة من الكتل، تعرف بإسم البلوك تشين. يمكن إستخدامها للإطلاع على أي صفقة تم إبرامها بين حسابي بيتكوين، و ذلك في أي وقت ما . و عندما يتم صنع كتلة جديدة من الصفقات يتم إضافتها إلى البلوك تشين، مما يولد قائمة متزايدة الضخامة تحوي على جميع الصفقات التي تم إبرامها على شبكة البتكوين. يتم تزويد جميع المشاركين بنسخة من الكتلة يتم تحديثها بإستمرار، حتى يتمكنوا من معرفة جميع التغيرات.
يجب أن يكون دفتر الحسابات العام موثوقاً به، ولكن كل هذا يتم بشكل رقمي. فكيف يمكن التأكد من بقاء البلوك تشين سليمة، دون أن يتم التلاعب بها؟ هنا يأتي دور المعدّنون Miners.

عندما يتم خلق كتلة جديدة من الصفقات، يقوم المعدّنون بإخضاعها إلى مجموعة عمليات. يأخذون المعلومات الموجودة في الكتلة و يطبقون عليها معادلة رياضية، مما يحولها إلى شيئ مختلف. هذا الشيء يكون أقصر بكثير، و يبدو على أنه مجموعة عشوائية من الأحرف و الأرقام تدعى ب الهاش Hash. يتم تخزين هذا الهاش بجانب الكتلة، في نهاية البلوك تشين. تسمى عملية صنع هاش بالتجزءة.

يتمتع الهاش بعدة ميزات. من السهل إنتاج هاش من مجموعة بيانات مثل كتلة بتكوين، و لكن من المستحيل عملياً معرفة البيانات من خلال الإطلاع على الهاش فقط. و رغم سهولة إنتاج هاش من كم هائل من البيانات، فإن كل هاش فريد من نوعة. فإذا غيرت حرف واحد في كتلة البتكوين، سينتج هاش مختلف تماماً.
المعدّنون لا يستخدمون الصفقات الموجودة بالكتلة لإنتاج الهاش فحسب. بل يستخدمون أجزاء أخرى من البيانات أيضاً. أحد هذه الأجزاء هو الهاش الخاص بآخر كتلة من البلوك تشين.

و لأن أي هاش جديد يتم إنتاجه بواسطة الهاش الذي قبله، تصبح تلك الهاشات عبارة عن نسخة رقمية من الختم الشمعي. مما يؤكد أن هذه الكتلة وكل الكتل قبلها قانونية، حيث إذا تم التلاعب بها، فسوف يعلم الجميع.

إذا قمت بتزيف صفقة عن طريق تغير الكتلة التي كانت مخرنة مسبقاً في البلوك تشين، فإن الهاش الخاص بتلك الكتلة سيتغير. و في حال قام أحدهم بالتأكد من صلاحية تلك الكتلة عن طريق التأكد من الهاش الخاص بها، فسيجد أن الهاش مختلف عن ذلك الذي كان مخزن مسبقاً بجانب الكتلة في البلوك تشين. و سيتم الكشف عن تزييف الكتلة.
ولأن الهاش الخاص بأي كتلة يساعد في إنتاج الهاش الخاص بالكتلة الاحقة من السلسلة، فإن التلاعب بكتلة لن يغير الهاش الخاص بالكتلة نفسها فحسب، بل سيغير الهاش الخاص بالكتلة الاحقة لها و تستمر هذه العملية حتى نهاية السلسلة، فتنتشر الفوضى ضمن السلسلة.

المنافسة من أجل العملات

تحدثنا كيف يقوم المعدنون بقفل و تثبيت كتلة ما، جميعهم يتنافسون لتحقيق ذلك بإستخدام برنامج مصمم خصيصاً لتعدين الكتل، فكل مرة ينجح أحدهم في صنع هاش يربح 25 بيتكوين. يتم تحديث البلوك تشين بشكل دوري و إرسالها إلى جميع المشاركين. هذا هو الحافز وراء القيام بالتعدين، مما يساعد بإستمرار إبرام الصفقات.
لكن المشكلة في مدى سهولة صناعة هاش إنطلاقاً بمجموعة من البيانات. فالحواسيب ممتازة للقيام بهذا العمل و بسرعة كبيرة. لذا تقوم شبكة البتكوين بجعل العملية أصعب، و إلا فالجميع سوف يصنع مئات الهاشات الخاصة بالصفقات كل ثانية، و سيتم تعدين جميع البتكوين خلال بضع دقائق. لذلك تقوم آلية عمل البتكوين بجعل العملية أصعب متعمدة ذلك، و ذلك عن طريق تقديم ما يعرف بـ برهان العمل.

آلية عمل البتكوين لن تقبل أي هاش قديم، بل تتطلب أن الهاش الخاص بكتلة ما يجب أن يكون له شكل قياسي: مثل ان تكون مقدمته تحوي عدد معين من الأصفار. و لا توجد هناك وسيلة لمعرفة شكل الهاش قبل أن يتم إنتاجه، و عندما تقوم بإضافة أي معلومة على الكتلة فإن الهاش الخاص بها سيختلف تماماً.
المعدنون لا يجب أن تلاعبوا ببيانات الصفقة ضمن الكتلة، و لكن يجب أن يغيروا البيانات التي يستخدمونها لصنع هاش مختلف. يقومون بذلك عن طريق تضمين جزء عشوائي من البيانات يدعى بـ ناونس Nonce. الذي يستخدم مع بيانات الصفقة لصنع الهاش. في حال لم يوافق الهاش الشكل المطلوب، يتم تغير الناونس، و يتم تجزءة الكتلة من جديد. إن هذه العملية تكرر عدة مرات حتى يتم إيجاد ناونس ملائم، و جميع المعدنون في الشبكة يحاولون القيام ذلك بنفس الوقت. هكذا يقوم المعدنون بربح البتكوين.

source: BlockchainHEART