هدر بلاک (Block Header) بخشی از یک بلاک است که حاوی اطلاعاتی در مورد خود بلاک است (فراداده بلاک)، این اطلاعات معمولاً شامل مهر زمانی، نمایش هش داده های بلاک، هش هدر بلاک قبلی و غیره است. این بلاک به طور مکرر هش می شود و به این ترتیب امکان ایجاد اثبات کار برای پاداش های استخراج فراهم شود. هر هدر بلاک اجزایی دارد که هرکدام نقشی را برعهده دارند. با ما تا انتهای مطلب جهت آشنایی با هدر بلاک، نحوه کارکرد آن و اجزا و الزامات هدر بلاک همراه باشید.
هدر بلاک در ارزهای دیجیتال چیست؟
هدر بلاک برای شناسایی یک بلاک خاص در کل زنجیره بلاکی استفاده می شود و به طور مکرر هش می شود تا اثبات کار برای پاداش های استخراج (ماینینگ) ایجاد شود. یک بلاک چین شامل مجموعه ای از بلاک های مختلف است که برای ذخیره اطلاعات مربوط به تراکنش هایی که در شبکه بلاک چین رخ می دهد استفاده می شود. هر یک از بلاک ها حاوی یک هدر منحصر به فرد است و هر بلاک از طریق هدر بلاک خود به صورت جداگانه شناسایی می شود.
هدر بلاک کریپتوکارنسی چگونه کار می کند؟
هدرهای بلاک معمولاً در اسناد توسعه دهندگان بیت کوین استفاده می شوند و به ثبت سریع و نسبتاً آسان وظایف کمک می کنند. کل بلاک چین ها را می توان در یک پایگاه داده ساده یا به صورت یک فایل مسطح ذخیره کرد. هنگامی که بلاک چین ها را به عنوان یک کل در نظر می گیریم، به تصویر کشیدن آنها به عنوان یک دسته عمودی کمک کننده است.
بلاک ها لایه لایه می شوند، یکی روی دیگری که اولین بلاک پایه است و تا زمانی که به انتهای زنجیره بلاک رسیده و توالی کامل شود، در ارتفاع رشد می کنند. اولین بلاک در زنجیره به عنوان "بلاک پیدایش" نیز شناخته می شود. لایه ها و تاریخچه عمیق هر دنباله یکی از مواردی است که بیت کوین را بسیار امن می کند.
به عنوان بخشی از یک تمرین استخراج استاندارد، یک هدر بلاک به طور مکرر توسط ماینرها با تغییر مقدار nonce هش می شود. از طریق این تمرین، آنها تلاش می‌کنند تا یک مدرک اثبات کار ایجاد کنند، که به ماینرها کمک می‌کند تا برای مشارکت هایشان پاداش بگیرند تا سیستم بلاک چین را روان و کارآمد نگه دارند.
الزامات هدر بلاک
هدر بلاک یا سربرگ بلاک، شامل سه مجموعه ابرداده بلاک است. این مجموعه یک رشته 80 بایتی است و از شماره نسخه بیت کوین 4 بایتی، هش بلاک قبلی 32 بایت، ریشه مرکل به طول 32 بایت، مهر زمانی طولانی 4 بایت، سختی شبکه 4 بایت برای بلاک و عدد nonce طولانی 4 بایتی که توسط ماینرها استفاده می شود تشکیل شده است.
اجزای هدر بلاک
بلاک چین یک پایگاه داده یا پایگاه داده توزیع شده است که عمدتاً برای تراکنش های همزمان استفاده می شود. می توان گفت یکی از محبوب ترین پیاده سازی های بلاک چین بیت کوین است. بلاک چین دارای چندین بلاک است که گره نیز نامیده می شود و تمام بلاک ها با کمک هدر بلاک مدیریت می شوند.
اجزای تشکیل دهنده Block Header عبارتند از:
- مهر زمان
- نسخه (ورژن)
- ریشه مرکل
- سختی شبکه
- نانس
- هش قبلی
مهر زمانی:
مهر زمانی در زنجیره بلاکی به عنوان مدرکی استفاده می شود که نشان می دهد بلاک خاص در چه زمانی استفاده می شود، همچنین این مهر زمانی به عنوان پارامتری برای تأیید صحت هر بلاک استفاده می شود.
نسخه:
نسخه ای که بلاک خاص از آن استفاده می کند را بیان می کند، سه نوع نسخه بلاک چین وجود دارد:
نسخه بلاک چین 1.0 (ارز رمزنگاری شده)، از یک دفتر کل عمومی برای ذخیره داده ها استفاده می کرد، به عنوان مثال، بیت کوین.
بلاک چین نسخه 2.0 (قرارداد هوشمند)، به آن قراردادهای هوشمند گفته می شود که برنامه های خود اجرا کننده هستند، به عنوان مثال، اتریوم.
بلاک چین نسخه 3.0 (DAPPS)، برای ایجاد یک ساختار غیرمتمرکز، به عنوان مثال، مرورگر tor استفاده می شود.
بلاک چین نسخه 4.0 (بلاک چین برای صنعت)، برای ایجاد یک شبکه بلاک چین مقیاس پذیر و مقرون به صرفه استفاده می شود تا افراد بیشتری بتوانند از آن استفاده کنند.
ریشه مرکل:
یک ریشه Merkle از فرمول های ریاضی برای بررسی اینکه آیا داده ها خراب، هک یا دستکاری نشده اند استفاده می کند. به عنوان مثال، فرض کنید یک بلاک دارای 10 تراکنش است، سپس برای شناسایی آن بلاک به 10 تراکنش نیاز داریم تا یک مقدار هش را با هم ترکیب کنیم، بنابراین از مفهوم درخت باینری برای ایجاد هش بلاک استفاده می کند و آن مقدار Merkle نامیده می شود.
سختی شبکه:
سختی شبکه، پیچیدگی و قدرت محاسباتی مورد نیاز برای استخراج شبکه را مشخص می کند، اگر هدفی با دشواری بالا داریم، به این معنی است که برای استخراج آن به یک ماشین محاسباتی گران تر نیاز داریم. به عنوان مثال، به منظور افزایش دشواری الگوریتم های هدف مانند SHA-2، SHA-3. RIPEMD، MD5، BLAKE2 استفاده شده است.
نانس:
عدد نانس به اختصار «عدد یک بار مصرف» نامیده می شود و عددی است که استخراج کنندگان بلاک چین آن را پیدا می کنند و به طور متوسط تقریباً 10 بار طول می کشد تا به آن پی ببرند. یک nonce یک عدد 32 بیتی است که حداکثر مقدار آن 2^(32) است، بنابراین وظیفه استخراج کنندگان بیت کوین این است که مقدار صحیح آن را که یک عدد صحیح تصادفی بین 0 و 2^ (32) است، بیابند. بنابراین از نظر محاسباتی گران تمام می شود.
هش قبلی:
از آنجایی که بلاک چین مجموعه ای از چندین گره به هم پیوسته است که بلاک نیز نامیده می شود، بنابراین هش قبلی مقدار هش شده آدرس گره قبلی را ذخیره می کند، اولین بلاک در بلاک چین، Genesis Block یا بلاک پیدایش نامیده می شود و هیچ مقدار هش بلاک قبلی ندارد.
هر یک از این مؤلفه ها برای ایجاد یک هدر دقیق و قابل اعتماد حیاتی است. شناسه اصلی هر بلاک مجزا، هش رمزنگاری موجود در آن است. این در اصل یک اثر انگشت دیجیتال است و با هش کردن هدر بلاک از طریق اجرای دوبار الگوریتم ایجاد می شود.
شماره نسخه بیت کوین برای پیگیری تغییرات و به روز رسانی ها در سراسر پروتکل مفید است. هش بلاک قبلی به بلاک قبلی یا بلاک والد آن پیوند می خورد و به طور موثر زنجیره را ایمن می کند.
ریشه Merkle از تمام هش های تراکنش هش شده تشکیل شده است. این مؤلفه موضوع به آن اندازه که به نظر می رسد پیچیده نیست، هر هش فقط هش بیشتری دارد. مهر زمانی گنجانده شده است تا همه افرادی که روی پروژه کار می کنند بتوانند یک رکورد دائمی و رمزگذاری شده از زمان وقوع یک رویداد خاص را ببینند. معمولاً تاریخ و زمان روز را برای آن رویداد خاص ارائه می دهد و اغلب به اندازه کافی باریک است که در کسری از ثانیه دقیق باشد.
دشواری و سختی شبکه، به سادگی برای تنظیم میزان سختی ماینرهایی که برای حل این بلاک کار می کنند استفاده می شود. در نهایت، nonce مقداری است که ماینرها می توانند برای ایجاد جایگشت های مختلف تغییر دهند و یک هش درست در دنباله ایجاد کنند.