هدر بلاک (Block Header) چیست؟

هدر بلاک در ارزهای دیجیتال یکی از مهم‌ترین و اساسی‌ترین ساختارهای بلاک چین است و نقش قابل توجهی در این زمینه ایفا می‌کند. اگر در قیمت ارزهای دیجیتال و بلاک چین فعالیت داشته باشید، حتما می‌دانید که ساختار بلاک چین شامل زنجیره‌ای از بلوک‌ها است که هر یک از آن‌ها حاوی اطلاعات مهمی از جمله زمان تراکنش‌ها هستند. Block Header به عنوان راه‌حلی برای تشخیص این بلوک‌ها در سرتاسر زنجیره و ذخیره کننده اطلاعاتی در بلوک‌ها شناخته می‌شود تا ماینرها نیازی به بررسی کلی بلوک برای یافتن اطلاعات داخل آن نداشته باشند. در حقیقت، می‌توان گفت که هدر بلاک در بالاترین سطح بلاک قرار دارد و با در اختیار داشتن اطلاعات مختلف نظیر تراکنش‌ها، میزان سختی استخراج و غیره به افزایش امنیت و همچنین حفظ یکپارچگی بلاک‌های مختلف در زنجیره بلاک‌ها کمک می‌کند. هدر بلاک را به دلیل اهمیت بالای آن، می‌توان راه‌حل و نشانه‌ای برای شناسایی هر بلاک در نظر گرفت؛ به همین دلیل قصد داریم در این مطلب از کریپتوباز به بررسی اجزای هدر بلاک و نحوه کارکرد آن بپردازیم. اگر شما هم علاقه‌مند به آشنایی با یکی از مهم‌ترین ساختارهای بلاک چین و ارز دیجیتال هستید، در ادامه همراه ما باشید.

آشنایی با هدر بلاک در بلاک چین و ارز دیجیتال

هدر بلاک (Block Header) برای شناسایی بلاک خاص در زنجیره بلاک به کار می‌رود و با هش مکرر باعث می‌شود تا الگوریتم اثبات کار برای پاداش‌های ماینینگ ایجاد گردد. یک بلاک چین از بلاک‌های مختلفی تشکیل شده که اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها در شبکه بلاک چین را ذخیره می‌کند. هر یک از این بلاک‌ها یک هدر ویژه دارند و هر بلاک از طریق هدر بلاک خود می‌تواند به‌صورت جداگانه شناسایی شود. هش کردن هدر بهتر از هش کردن بلوکی با هزاران تراکنش است؛ به همین دلیل، هدر بلاک چیزی است که ماینرها آن را هش می‌کنند تا به آن اعتبار دهند.

هدر بلاک چه اجزایی دارد؟

هدر بلوک شامل 80 بایت است؛ در حالی که میانگین تراکنش آن حداقل به 250 بایت می‌رسد و بلوک متوسط بیش از 500 تراکنش دارد. هدر بلاک‌ها دارای اجزای مختلفی هستند که هر کدام وظیفه‌های گوناگونی انجام می‌دهند و از سه مجموعه ابر بلوک تشکیل شده‌اند. مجموعه اول ابرداده، به هش بلاک قبلی اشاره می‌کند که این بلوک را به بلوک قبلی در بلاک چین متصل می‌نماید. مجموعه دوم، شامل سختی هدف است که اطلاعات مربوط به مهر زمانی و عدم وجود در رقابت استخراج را نگهداری می‌کند و مجموعه سوم ابرداده، ریشه درخت مرکل است که خلاصه‌ای از تراکنش‌ها را شامل می‌شود.

1.    ریشه درخت مرکل

درخت مرکل از فرمول‌های ریاضی استفاده می‌کند تا داده‌های خراب، هک شده و یا دستکاری شده را بررسی کند. این بخش از هدر بلاک، تمامی تراکنش‌ها را شامل مهر زمانی، به‌صورت هش شده نگهداری می‌کند تا بتواند از زمان وقوع یک رویداد خاص و رمزگذاری شده صحبت کند. این اطلاعات شامل مکان و زمان هستند و میزان دقت بسیار بالا با خطایی کمتر از ثانیه دارند.

برای درک بهتر، موقعیتی را در نظر بگیرید که یک بلاک 50 تراکنش دارد. برای اینکه بتوانید این بلاک را شناسایی کنید، به 50 تراکنش نیاز دارید تا بتوانید یک مقدار هش را با یکدیگر ترکیب کنید؛ بنابراین، در این حالت از مفهوم درختی باینری برای ایجاد هش بلاک استفاده می‌کنید که مقدار آن ریشه مرکل نامیده می‌شود.

2.   دشواری هدف یا سختی شبکه (Difficulty Target)

دشواری هدف یا سختی شبکه نشان دهنده پیچیدگی و قدرت محاسباتی مورد نیاز برای استخراج شبکه است. این قسمت از هدر بلاک، برای تنظیم میزان سختی ماینرهایی که برای حل یک بلاک فعالیت می‌کنند، به کار می‌رود. در حالتی که هدفی با سطح دشواری بالایی داشته باشیم، به این معنی است که برای استخراج آن به ماشین محاسباتی گران‌تری نیاز داریم.

3.    شماره نسخه یا ورژن (Version)

شماره نسخه یا ورژن هدر بلاک باعث می‌شود تا به تغییرات و به‌روزرسانی‌های سراسر پروتکل دسترسی داشته باشید. نسخه‌هایی که

بلاک‌ها از آن استفاده می‌کنند عبارتند از:

•    نسخه بلاک چین 1.0 (ارز رمزنگاری شده): این نسخه از یک دفتر کل عمومی مانند بیت کوین برای ذخیره داده‌ها استفاده می‌کند.
•    بلاک چین نسخه 2.0 (قرارداد هوشمند): این نسخه شامل برنامه‌ها و قراردادهای هوشمندی است که مانند اتریوم ETH مربوط به خود شبکه هستند.
•    بلاک چین نسخه 3.0 (DAPPS): از این نسخه برای ایجاد یک ساختار غیرمتمرکز مانند مرورگر tor استفاده می‌شود.
•    بلاک چین نسخه 4.0 (بلاک چین برای صنعت): این نسخه برای برای ایجاد یک شبکه بلاک چین مقیاس‌پذیر و مقرون‌به‌صرفه کارایی دارد تا افراد بیشتری فرصت استفاده از آن را داشته باشند.

4.    مهر زمان (Timestamp)

مهر زمانی در زنجیره بلاکی به عنوان مدرکی شناخته می‌شود که نشان می‌دهد یک بلوک در چه زمانی اجرا شده است. این بخش از هدر بلاک، به عنوان پارامتری برای تایید صحت هر بلوک به کار می‌رود.

5.    نانس (Nonce)

Nonce به اختصار عدد یک بار مصرف نامیده می‌شود که استخراج ‌کنندگان بلاک چین آن را پیدا می‌‌کنند و به‌طور متوسط حدود 10 بار طول می‌ کشد تا به غیرصحیح بودن مقدار آن پی ببرند. نانس یک عدد 32 بیتی است و استخراج کنندگان وظیفه دارند تا مقدار صحیح آن را که یک عدد صحیح تصادفی بین 0 و 2^ (32) است، پیدا کنند. این موضوع نشان می‌دهد که مقدار نانس از لحاظ محاسباتی، گران محسوب می‌شود.

6.    هش بلاک قبلی

بلاک چین مجموعه‌ای از چندین گره به هم پیوسته است که بلاک نیز نامیده می شود؛ بنابراین هش قبلی مقدار هش شده آدرس گره قبلی یا والد را ذخیره می‌کند. اولین بلاک در بلاک چین، Genesis Block یا بلاک پیدایش است که هیچ مقدار هش بلاک قبلی ندارد. در حقیقت، می‌توان گفت که این بخش باعث اتصال بلاک فعلی به بلاک والد می‌شود و زنحیره‌ای ایمن ایجاد می‌کند.

نحوه کار هدر بلاک

هدر بلاک معمولا در داکیومنت‌های توسعه دهندگان بیت کوین BTC کاربرد دارد و باعث ذخیره وظایف هر بلاک به سرعت و آسان می‌شود. در حقیقت، می‌توان گفت که با استفاده از هدر بلاک می‌توان کل بلاک چین را در یک پایگاه داده ساده و یا در حالت فایل ذخیره‌سازی کرد. در این پروسه، بلاک‌ها به‌صورت لایه به لایه طراحی می‌شوند که در بالاترین سطح داده‌ها بلاک پایه قرار داد. هرچقدر که تعداد بلاک‌ها افزایش پیدا می‌کند، لایه جدیدی تشکیل می‌شود و ارتفاع آن نیز بیشتر می‌شود و اولین بلاک همان بلاک پیدایش است. این طراحی لایه به لایه باعث می‌شود تا امنیت بیت کوین تامین شود.

برای آشنایی بیشتر با این پروسه، یک هدر بلاک را در نظر بگیرید که بارها توسط تابع هش با تغییر مقدار نانس (nonce) هش می‌گردد. این کار به ماینرها کمک می‌کند تا برای مشارکت‌های خود پاداش دریافت نمایند و به این طریق، عملکرد یکپارچه و کارآمد سیستم بلاک چین برقرار شود. هش رمزنگاری شناسه اصلی هر بلاک است که مانند اثر انگشت دیجیتال آن بلاک رفتار می‌کند و هدر بلاک با استفاده از الگوریتم‌های هش رمزگشایی شده، قابل خواندن و اجرا می‌شود.

اهمیت هدر بلاک

هدر بلاک در بلاک چین و ارزهای دیجیتال اهمیت بسیار زیادی دارد و نقشی حیاتی در عملکرد و امنیت دنیای بلاک چین و رمزارزها ایفا می‌کند. از دلایل باارزش بودن هدر بلاک، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

•    ارتباط و پیوند میان بلاک‌ها: هدر بلاک که شامل شناسه بلاک قبلی است و به عنوان یک ارتباط، به این بلاک اشاره می‌کند. این پیوند میان بلاک‌ها ساختاردهی صحیح بلاک چین را به دنبال دارد و به صحت تاریخچه تراکنش‌ها نیز کمک می‌کند.
•    شناسایی بلاک‌ها: هدر بلاکی که شامل شناسه بلاک فعلی است، برای شناسایی یک بلاک در بلاک چین به کار می‌رود. این شناسه تعیین می‌کند که بلاک مدنظر در کدام موقعیت بلاک چین قرار دارد و برای اشاره به بلاک استفاده می‌شود.
•    اطلاعات زمانی: هدر بلاک، اطلاعات زمانی ایجاد بلاک را شامل می‌شود. این اطلاعات زمانی، برای بررسی و ثبت ترتیب تراکنش‌ها و بلاک‌های بلاک چین به کار می‌روند. ناگفته نماند که زمان ایجاد بلاک برای بررسی و تایید صحت بلاک و جلوگیری از ایجاد بلاک‌های تقلبی اهمیت بسیار زیادی دارد.
•    امنیت بلاک چین: هدر بلاک دارای داده‌های رمزنگاری شده است که اطلاعات مهمی درباره بلاک و تراکنش‌های داخلی آن نشان می‌دهند. از این داده‌ها برای صحبت بلاک‌ها، تراکنش‌ها، جلوگیری از تغییرات غیرمجاز در بلاک چین و اعتبارسنجی صحت بلاک استفاده می‌شود.

در حالت کلی، می‌توان گفت که هدر بلاک نقش مهمی در امنیت و پایداری بلاک چین ایفا می‌کند و بدون وجود آن عملکرد بلاک چین به‌صورت متمرکز از بین می‌رود.

هدر بلاک؛ عنصر بسیار مهم و حیاتی در بلاک چین ارزهای دیجیتال

هدر بلاک یکی از مهم‌ترین ساختارهای بلاک چین است و به عنوان یک عنصر حیاتی در دنیای ارزهای دیجیتال به ویژه بیت کوین شناخته می‌شود. هدر بلاک اجزای مختلفی دارد که هر یک از آن‌ها به صحت تاریخچه تراکنش‌ها، ارتباط و پیوند میان بلاک‌ها، برای شناسایی یکتا بلاک و امنیت بلاکچین کمک می‌کنند. با در نظر گرفتن اهمیت ویژه‌ای که برای اکوسیستم بلاک چین بیت کوین دارد، باز هم به آن کم توجهی می‌شود و اغلب اهمیت Block Header را نادیده می‌گیرند. هدف نهایی هدر بلاک، ایجاد یک ساختار امن، شفاف و غیرقابل تغییر برای ثبت و دستکاری تراکنش‌ها و تامین اعتماد کاربران در سیستم است. اگر قصد دارید به خوبی با مفاهیم بلاک چین آشنایی داشته باشید، باید یادگیری هدر بلاک را در اولویت قرار دهید. نظر شما درباره هدر بلاک چیست؟ به نظر شما چرا با توجه به اینکه هدر بلاک مسئله بسیار مهمی در بلاک چین است، باز هم توجه زیادی به آن نمی‌شود و اغلب پشت مسائل کم اهمیت قرار می‌گیرد؟ می‌توانید پاسخ‌های خود را با کارشناسان و سایر کاربران کریپتوباز در میان بگذارید.