فهم معمق لتقنية التشفير في البلوكشين

التقنية التي تعتمد على سلسلة الكتل (Blockchain) تعد ابتكارًا ثوريًا، وهي تغير الطريقة التي نتعامل بها ونتبادل المعلومات. في جوهرها، تقوم على شبكة لامركزية تمامًا تعتمد على نظير إلى نظير، وتضمن أمان وسلامة البيانات باستخدام التشفير. في هذه المقالة، سنستكشف تقنيات التشفير المستخدمة في سلسلة الكتل، وخاصة SHA-256 والتشفير باستخدام المنحنيات البيانية الإهليلجية (ECC).

أولاً، دعونا نفهم SHA-256. SHA-256 هو دالة تجزئة (هاش) وهو جزء من عائلة خوارزميات الهاش الآمنة (Secure Hash Algorithm). يعمل SHA-256 على أخذ البيانات الأولية ومن ثم تنفيذ سلسلة من العمليات الحسابية لتوليد قيمة تجزئة ثابتة الطول. هذه القيمة هي سلسلة تبدو عشوائية، وتتميز بأنها تتغير بشكل كبير حتى لو كانت هناك تغييرات طفيفة في البيانات الأصلية. هذه الخاصية تجعل SHA-256 يلعب دورًا مهمًا في سلسلة الكتل. فعلى سبيل المثال، كل كتلة في سلسلة الكتل تحتوي على معلومات متعددة عن المعاملات، ويتم حساب هذه المعلومات باستخدام SHA-256 لإنتاج قيمة تجزئة تشبه البصمة الفريدة لهذه الكتلة. هذا يعني أن أي محاولة لتعديل معلومات المعاملة في الكتلة ستؤدي إلى تغيير قيمة التجزئة، وبالتالي يمكن اكتشاف هذا التغيير من قبل العقد الأخرى في الشبكة.

ومع ذلك، فإن SHA-256 وحده لا يكفي لضمان أمان سلسلة الكتل. رغم أنه يضمن سلامة البيانات، إلا أنه لا يحمي من الوصول غير المصرح به. لذلك، تستخدم سلسلة الكتل تقنيات التشفير غير المتماثل مثل التشفير باستخدام المنحنيات البيانية الإهليلجية (ECC).

ECC هو تقنية تشفير تعتمد على المفتاح العام، وأمانها مستمد من صعوبة حل مسألة اللوغاريتم المنفصل في المنحنيات الإهليلجية. في ECC، كل مستخدم لديه زوج من المفاتيح: مفتاح عام ومفتاح خاص. المفتاح العام يكون متاحًا للجميع، بينما يجب الحفاظ على سرية المفتاح الخاص. عندما يرغب مستخدم في إرسال رسالة مشفرة، يستخدم المفتاح العام للمستقبل لتشفير الرسالة ثم يرسلها. عند استلام الرسالة، يمكن للمستقبل فك التشفير باستخدام مفتاحه الخاص، مما يضمن سرية الرسالة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام ECC لإنشاء التوقيعات الرقمية لضمان سلامة البيانات وعدم إمكانية الإنكار. يتم إنشاء التوقيع الرقمي باستخدام المفتاح الخاص للمرسل، ويمكن لأي شخص التحقق من صحة التوقيع باستخدام المفتاح العام للمرسل. إذا تم تغيير البيانات، يصبح التوقيع غير صالح، مما يسمح باكتشاف التلاعب بالبيانات.

هذا مجرد مقدمة أساسية لتقنيات التشفير في سلسلة الكتل، وفي الواقع هناك العديد من التقنيات والمفاهيم المعقدة في هذا المجال. ولكن من خلال فهم SHA-256 وECC، يمكننا البدء في فهم كيفية ضمان سلسلة الكتل لأمان وسلامة البيانات. على الرغم من أن هذه التقنيات قد تبدو معقدة، إلا أن هدفها النهائي بسيط: إنشاء عالم رقمي آمن وموثوق.

بعد ذلك، سنستكشف بعض تقنيات التشفير المهمة الأخرى المستخدمة في سلسلة الكتل.

إحدى هذه التقنيات هي شجرة ميركل (Merkle Tree)، والمعروفة أيضًا باسم شجرة التجزئة، وهي بنية بيانات تُستخدم لتخزين والتحقق من كميات كبيرة من البيانات في سلسلة الكتل. تتكون أوراق شجرة ميركل من قيم تجزئة للبيانات، بينما تكون الجذر هو قيمة تجزئة لجميع قيم الأوراق. هذه البنية تجعل من السهل التحقق من وجود بيانات معينة في سلسلة الكتل بكفاءة. بمجرد النظر إلى قيمة تجزئة الجذر، يمكن تحديد ما إذا كانت البيانات قد تغيرت أم لا. هذه الطريقة فعالة جدًا في التعامل مع كميات كبيرة من معلومات المعاملات، وتعد جزءًا أساسيًا في بناء نظام سلسلة الكتل.

تقنية أخرى مهمة هي الإثباتات الصفرية (Zero-Knowledge Proofs، ZKP). تتيح هذه التقنية لطرف (المُثبت) إثبات معرفته بمعلومة معينة لطرف آخر (المتحقق) دون الكشف عن أي تفاصيل حول تلك الم