دليل المبتدئين لفهم كيفية عمل العملات المشفرة

سواء كنت مطّلعاً على موضة العملات المشفرة أم لا، هناك شيء واحد مؤكد: هذه الأصول الرقمية أصبحت رائجة للغاية، ولا يبدو أنها ستزول في أي وقت قريب. والجدير بالذكر أن دولة السلفادور اعتمدت مؤخراً بِتكوين كعملة قانونية، ويعزم عمدة نيويورك القادم «إريك آدامز» على تحويل مدينة نيويورك إلى مركز للتعامل بالعملات المشفرة.

على الرغم من أن 16% فقط من الأميركيين يقولون إنهم استثمروا أو تداولوا أو استخدموا العملات المشفرة، إلا أن ما يقرب من 90% قد سمعوا عنها، وذلك وفقاً لاستطلاع أجراه مركز «بيو» للأبحاث مؤخراً.

يحاجج مؤيدو نظام العملات المشفرة والتمويل اللامركزي (وهو النظام الذي يستطيع الناس فيه عقد صفقات مالية مع بعضهم البعض دون وسيط أو سلطة مركزية مثل البنك) بشكل عام أن منصات العملات المشفرة تتمتع بالشفافية، كما أنها مجهولة الهوية في نفس الوقت، وكلاهما شيء جيد.

يكمن سر هذه الرؤية في تقنية رقمية تسمى «سلسلة الكُتل أو البلوك تشين» (Blockchain)، والتي تمثل أساس جميع العملات المشفرة. تعمل سلسلة الكتل كقاعة افتراضية للسجلات، أو دفتر حسابات عام يسجل كل عملية تحويل، ويفصّل المبالغ المدفوعة بالإضافة إلى عناوين حسابات المرسلين والمستقبلين.

مع ذلك، يشعر النقاد والهيئات التنظيمية بالقلق من احتمال حدوث ضرر بسبب استخدام العملات المشفرة، مثل ممارسات الأشخاص الذين يستخدمونها في عمليات الاحتيال أو غسيل الأموال أو تمويل الأنشطة غير القانونية (ناهيك عن البصمة الكربونية الهائلة التي تمتلكها بعض أنظمة هذه العملات المشفرة). أثار الخبراء مخاوفاً بشأن حصانة شبكات العملات المشفرة ضد الهجمات، وما إذا كان تصميم بعض الأنظمة قد تشوه بمرور الوقت بطريقة تجعلها مركزية أو تسمح بطبيعتها للأثرياء أن يصبحوا أكثر ثراءً.

بالنسبة لأولئك الذين يتعرفون للتو على نظام العملات المشفرة، إليكم بشرح بسيط عن حقائق علم الحاسوب التي تجعل هذه الأنظمة تعمل.

أساسيات نظام العملات المشفرة

لنبدأ بالأساسيات ونشرح ما يحدث عندما ترسل وتستقبل عملة مشفرة. خذ بعين الاعتبار أن جميع أنواع العملات المشفرة تعتمد فقط على برامج الحاسوب، ويشمل هذا البتكوين، كما أن هذه «العملات» ليست أموالاً في الواقع، ولكنها شيفرات حاسوبية تنقل قيمة معينة من مستخدم إلى آخر. لتصبح جزءاً من هذه العملية، عليك أولاً إنشاء حساب رقمي (أو محفظة رقمية). لدى نظامي بيتكوين و«إيثيريوم» (Ethereum) توصيات بشأن الحسابات التي تعمل بشكل أفضل باستخدام عملتهما المشفرة، كما تقدم أنظمة التبادلات المتخصصة مثل «كوين بيس» (Coinbase) و «جيميناي» (Gemini) حسابات رقمية أيضاً.

عندما تقوم بإنشاء حساب جديد، ستنشئ الخوارزمية التي تقوم بتشغيل هذا النظام مفتاحاً خاصاً ومفتاحاً عاماً مرتبطاً بها. يمكنك التفكير في المفتاح العام كعنوان أو رقم حساب مصرفي، والمفتاح الخاص يثبت ملكيتك. هذه المفاتيح عبارة عن سلسلة طويلة من الأحرف التي تحدد المكان الذي يجب أن تذهب إليه العملات المشفرة. عادة، لا تقبل العناوين سوى نوع العملة المشفرة التي تنتمي إليها، على الرغم من أن أنظمة تسمى «الجسور والتبادلات العابرة للسلاسل» (cross-chain bridges and exchanges) يمكن أن تيساعد في ربط أنظمة العملات المشفرة المختلفة.

يقول «نيكولاس كريستِن»، الأستاذ المشارك في علوم الحاسوب والهندسة والسياسة العامة في جامعة «كارنيغي ميلون»: «لا يمتلك المستخدمون عملات البتكوين في حوزتهم، وكل ما لديهم هو إثبات على أن شخصاً ما أرسل إليهم عملات البتكوين هذه من قبل».

يمكنك بعد ذلك إرسال بعض العملات غير المنفقة في حسابك إلى المفتاح العام لشخص آخر. عندما توقّع لإثبات رغبتك في إرسال عملات البتكوين، فإنك تنشئ شفرة قصيرة خاصة بك مرتبطة بعملية التحويل، ويقوم النظام بإنشاء لغز رياضي يقفل على هذه القيمة ويموّه الشفرة. عندما يكون المستلم جاهزاً لإنفاق المال، يجب عليه أن يدخل جزءاً مطابقاً من الشفرة في عملية التحويل. يمكن لأي شخص في الشبكة التحقق من توافق جزئيّ الشيفرة معاً (من خلال عملية تسمى تأكيد عملية التحويل، وتُعرف أيضاً باسم التعدين، وسنتحدّث عنها لاحقاً). تسمى هذه العملية برمتها التحقق من التوقيع.

يوضح كريستن قائلاً: «من المستحيل أن يجد شخص ما شفرة إذا لم يكن لديه المعلومات الصحيحة، ولكن من السهل جداً على أي شخص التحقق من أن الشفرتين مناسبتان»، ويضيف: «لا يتمتع نظام بتكوين بقدرات حسابية إضافية تتجاوز التحقق من صحة التوقيع. كانت رؤية 'ساتوشي ناكاموتو' [الاسم المستعار لمنشئ بتكوين المزعوم] هي ابتكار أموال قابلة للبرمجة في البداية. المشكلة هي أن بتكوين أصبحت شائعة جداً بسرعة كبيرة، وقرر المطورون عدم إضافة أية ميزات جديدة».

مع ذلك، يمكن أن يفتح تحديث جديد صدر في 14 نوفمبر/تشرين الثاني 2021 الباب لاحتمالية دعم ميزات جديدة غير التحقق من التوقيع.

كيف تختلف العملات المشفرة الأخرى عن بيتكوين؟

تستمد العديد من أنظمة العملات المشفرة الحديثة أنظمتها من نظام بيتكوين. مثلاً، «لايتكوين» (Litecoin) تشبه بتكوين في الكثير من الجوانب، لكن الألغاز الرياضية التي ينشئها هذا النظام مختلفة قليلاً. استبدل نظام لايتكوين خوارزمية التعدين (والتي تدعى «إس إتش أيه-256» (SHA-256) المستخدمة في نظام بتكوين بميزة تسمى «سكريبت» (Scrypt)، والتي يدّعي مطورو هذا النظام أنها تتطلب كمية أقل من الطاقة لتشغيلها. من ناحية أخرى، انشقّ فريق «بتكوين كاش» عن فريق كان يعمل على نفس الفكرة بهدف إنشاء نظام عملات مشفرة على غرار بتكوين يستطيع معالجة عدد أكبر من عمليات التحويل في الثانية.

يتّبع نظام إيثيريوم مقاربة أخرى. إذ تحتوي سلسلة الكتل الخاصة به على ميزة إضافية تدعى «حلقات» (Loops)، والتي تسمح للنظام بأن يشغل شفرة بشكل متكرر، وللمهندسين بأن يبرمجو بناءً عليها. يطبّق نظام إيثيريوم آلية تدعى آلية «الوقود» (gas)، والتي تفرض رسوماً على الشخص الذي بدأ بعملية تحويل مقابل إنشاء تعليمات برمجية. يستهلك البرنامج الوقود أثناء تشغيله، وعندما تنفذ كمية الوقود، ينهي البرنامج ما بدأه أو يتوقف عن العمل.

يستطيع المطوّرون إنشاء عملات مشفرة مبنية على إيثيريوم (مثل «ستيبلكوين دي إيه آي» (Stablecoin DAI)، كما يستطيعون إنشاء رهون عقارية، أو علامات غير قابلة للاستبدال (وهي عناصر من البيانات المخزنة في سجل الحسابات الرقمي، تُربط بها عناصر مثل الصور والفيديوهات والتسجيلات الصوتية)، وذلك لأن كل هذه الأمور هي شفرات حاسوبية لا أكثر.

يُنسب إلى نظام إيثيريوم أيضاً الابتكار الرائع المتمثّل في دمج العقود الذكية في سلسلة الكتل الخاصة به. يصف مطورو هذا النظام هذه الشفرات بأنها شفرات برمجية «تؤدي بعض الإجراءات أو العمليات الحسابية في حالة استيفاء شروط معينة»، ويشبّهون آلية عملها بآلية عمل «آلة البيع». مثلاً، إذا خُزنت لوحة فنية مرتبطة بعلامة غير قابلة للاستبدال في عقد ذكيّ، يستطيع الفنان إنشاء جدول ملكية تتجمع فيه الرسوم في كل مرة يتم فيها نقل اللوحة عبر سلسلة الكتل.

أو كمثال آخر، تخيّل أن تذهب إلى بنك وتطلب اقتراض 10 ملايين دولار ستردّها في نفس اليوم دون أن تخبر أي أحد عن اسمك. يقول «آري جولز»، أستاذ علوم الحاسوب في جامعة «كورنيل تك»: «إذا فعلت ذلك، سيتم اتخاذ إجراءات أمنية بحقك دون شك»، ويضيف: «ولكن يمكنك أن تفعل هذا في نظام سلسلة الكتل».

يمكنك أن تقترض المال باستخدام عقد ذكي، وتستخدمه بالطريقة التي تريدها. عادةً ما يتم استخدام المال للمراجحة، وهي عملية تشتري العلامات فيها وتبيعها لتحقيق الربح. بعد ذلك، ستسدد القرض، وكل هذه العملية تتم من خلال عملية تحويل واحدة. يقول جولز: «الطريقة التي تعمل بها سلسلة الكتل هي أنك إذا لم تسدد القرض، يمكن فقط إيقاف عملية التحويل بأكملها، كما لو أنك لم تقترض المال أبداً».

إثبات العمل، وإثبات الحصة، وطرق أخرى للوصول إلى الإجماع

والآن لنوضّح الأمور أكثر قليلاً: للحفاظ على استمرارية أي نظام للعملات المشفرة، يجب أن يكون هناك طريقة لضخ عملات جديدة إلى الشبكة، بالإضافة إلى ضرورة وجود طريقة لإنشاء سجل حسابي يتتبع مصدر العملات الجديدة ومواقع انتقالها.

ولكن نظراً لأن هذه العملات المشفرة جميعها يجب أن تتبع نظام النظير بالنظير، فلا يوجد كينونة واحدة يمكنها إنجاز ذلك بالطريقة التي يعمل بها البنك التقليدي. بدلاً من ذلك، تقع مسؤولية تشغيل النظام على عاتق شبكة المشاركين بأكملها، ولهذا السبب يتعين على المستخدمين التوصل إلى شكل من أشكال التوافق حول ما إذا كانت عمليات التحويل هذه صالحة أم لا. يجب التحقق من كل عملية تحويل تتم على سلسلة الكتل. تشكل كل مجموعة من عمليات التحويل كتلة، ومجموعات الكتل تشكّل سلسلة.

يقول جولز: «تقدّم سلسلة الكتل نموذجاً مختلفاً لضمان الثقة»، ويضيف: «القواعد دقيقة للغاية، ويمكن تنفيذ عمليات التحويل بطريقة صارمة وبرمجية».

هناك مجموعة متنوعة من الأساليب التي تطبّقها أنظمة العملات المشفرة المختلفة لإنجاز هاتين المهمتين الأساسيتين. إثبات العمل هو العملية المستخدمة من قبل معظم أنظمة العملات المشفرة، ويشمل ذلك نظامي بتكوين وإيثيريوم. على الرغم من أنه يتعين على جميع المستخدمين التحقق مما إذا كانت عملية التحويل صالحة في النهاية، إلا أنه لا يمكن اختيار سوى مستخدم واحد لقيادة عملية التحقق وإضافة عملية التحويل إلى سلسلة الكتل والحصول على مكافأة. هذه المكافآت هي الطريقة التي تُضخ فيها العملات الجديدة في النظام. تُعرف هذه العملية أيضاً باسم التعدين.

ولكن أولاً، يتعين على المستخدمين، والذين يُطلق عليهم اسم «المُعدّنين»، التنافس مع بعضهم البعض لحل لغز تشفير تتناسب صعوبته مع عدد الأشخاص الذين يحاولون حله. يُولّد اللغز باستخدام خوارزمية، والطريقة الوحيدة لحله هي تجربة العديد من الأرقام المختلفة. تستطيع الحواسيب أو المعالجات القوية تجربة عدد كبير من الأرقام بشكل أسرع، لذا فمن المرجح أكثر أن تصل إلى الإجابة الصحيحة مقارنة بالحواسيب الأخرى.

ضمن نظام بتكوين، هناك كمية محدودة من العملات (21 مليون عملة) وتنخفض مكافآت التعدين بمرور الوقت، على الرغم من أن المعدّنين يظلّون محفزين لأنهم قادرين على الحصول على جزء من عملية التحويل كرسوم. يقول جولز: «كان الهدف المثالي الذي سعى نظام بتكوين للوصول إليه هو السماح لكل وحدة معالجة مركزية بإدلاء صوت واحد. ولكن خُرّب هذا النظام في النهاية»، ويضيف: «يستخدم الأشخاص أجهزة تعدين متخصصة للمشاركة في النظام». مع ازدياد عدد معدّني البتكوين، أصبحوا يستخدموا أجهزة أكفأ واستهلكوها، مما أدى إلى زيادة استهلاك الكهرباء وخلق أطنان من النفايات.

يقول جولز: «لا تزال آلية إثبات العمل تعمل وفقاً للمبدأ الأساسي الذي ينص على ضرورة استثمار الموارد بهدف المشاركة في النظام للتعدين».

في الوقت نفسه، ضمن أنظمة إثبات الحصة، فأنت تدفع مقابل المشاركة، وعليك أن تشارك العلامات كاستثمار مرتبط بالموارد، مثل وضع وديعة تأمين تستعيدها بمجرد الموافقة على المعاملات التي أضفتها إلى سلسلة الكتل من قبل الشبكة. يختار النظام صاحب الحساب الذي يكون متصلاً بالإنترنت في ذلك الوقت بشكل عشوائي، ويحق لهذا المستخدم التحقق من صلاحية عمليات التحويل والحصول على المكافآت. يفترض أن تستهلك هذه الطريقة طاقة أقل لأنها لا تتطلب حل الألغاز.

يقول جولز: «ضمن نظام بتكوين، تتناسب مشاركتك في النظام طردياً مع عدد العمليات الحسابية التي تنجزها»، ويضيف: «أما في نظام إثبات الحصة، تتناسب مشاركتك مع كمية العملة المشفرة التي تمتلكها في النظام».

يضيف جولز: «عادةً ما تكون الطريقة التي يعمل بها نظامي [إثبات العمل وإثبات الحصة] هي أن حقوق إنشاء الكتلة التالية يتم تحديدها عشوائياً كاليانصيب، إذ تكون فرصك في الفوز متناسبة مع مواردك».

على الرغم من أن مطوري نظام إيثيريوم قالوا إنهم سيطبّقون نظام إثبات الحصة، إلا أن ذلك لم يحدث بعد. تطبّق مشاريع العملات المشفرة الحالية التي تستخدم طريقة إثبات الحصة نسخها الخاصة من هذه الطريقة. على سبيل المثال، يستخدم نظام «كاردانو» (Cardano) نظام إثبات الحصة المسمى «أورَبوروس» (Ouroboros)، والذي يشتمل على عملية تفويض أصحاب الحصص ومجموعات المساهمين. بينما يجمع نظام «سولانا» (Solana)، وهي سلسلة كتل يمكنك أيضاً إنشاء برامج عقود ذكية وغيرها من التطبيقات اللامركزية عليها، طريقة إثبات الحصة مع خوارزمية إجماع أخرى تسمى «إثبات التاريخ»، وذلك بهدف ربط عمليات التحويل بتواريخها.

على الرغم من أن طريقة إثبات الحصة أسرع وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة، إلا أن العديد من الخبراء لديهم مخاوف بشأن استقرارها والعوائق التي تحول دون المشاركة فيها. يقول جولز: «في نظام بتكوين، يمكنك البدء في التعدين، من حيث المبدأ، باستخدام حاسوبك الشخصي. لن تربح الكثير، ولكن يمكنك الانضمام إلى النظام دون الحاجة لامتلاك أي نوع من الاستثمار السابق للموارد»، ويضيف: «في حالة الأنظمة التي تتبع طريقة إثبات الحصة، عليك أن تشتري العملات أولاً لتشارك، أو أن تُخصص لك عملات في بداية العملية. هناك بعض الأشخاص الذين يعترضون على الحاجة إلى الحصول على عملات من أجل المشاركة في البداية، ولكن هذا أمر ضروري في هذا النظام».

بدلاً من ذلك، يستخدم مشروع عملات مشفرة جديد يسمى «إكس آر بي ليدجر» (XRP ledger) آلية إجماع تكاد تكون ديموقراطية ولا تشبه إثبات الحصة أو إثبات العمل، لكن المدققين لا يتلقون أي مكافآت ضمن هذا النظام.

طريقة إثبات التخزين

هناك مفهوم آخر يجب معرفته أيضاً. إثبات التخزين (والمعروف أيضاً باسم إثبات المساحة) هي طريقة يخصص المستخدم وفقها قدراً من المساحة للتخزين في الشبكة. يقول كريستن: «كانت الفكرة في البداية هي الحفظ الرقمي. نريد تسجيل كل شيء، لذلك يمكننا استخدام مساحة القرص لغرض جيد على الأقل. لكن اتضح أن حاجتنا لذلك أقل مما كنا نظن»، ويضيف: «هناك حاجة إلى الحفظ الرقمي، ولكنه لا ينتشر بالسرعة التي تنتشر فيها العملات». يقترح جولز أن هذه الأنظمة يمكن أن تكون مفيدة لتخزين البيانات من العلامات غير القابلة للاستبدال. أحد المشاريع التي تختبر هذا المفهوم هو «فايلكوين» (Filecoin).

في النهاية، وعلى الرغم من أن نظام العملات المشفرة نجح في إغراء بعض منصات التمويل الكبيرة مثل «باي بال» و«ماستر كارد» و«روبن هود»، إلا أن مستقبله لا يزال غير مؤكد. يمكن أن تغير القوانين الفدرالية التي تلوح في الأفق المجتمع والنظام البيئي بشكل كبير. وقيمة العملات مثل بتكوين لا تزال متقلبة وتمثل استثمارات محفوفة بالمخاطر. مهما كان مستقبل أنظمة العملات المشفرة، فلا جدال في أن شعبية هذه الموجة الجديدة من التكنولوجيا قد أجبرت بالفعل المؤسسات المالية الكبيرة على تطوير طرق تفكيرها حول الطريقة التي يرغب بها الناس أن يتعاملوا مع المال، ومع بعضهم بعضاً باستخدام المال.