C-Blockchain กระดูกสันหลังของ Cryptocurrency

ในช่วงปีที่ผ่านมา ผู้อ่านคงจะได้ยินคำว่า Blockchain อยู่บ่อยครั้ง ทั้งจากสื่อด้านเทคโนโลยีและสื่อทั่วไป บทความตอนที่แล้วก็ได้กล่าวถึง Blockchain ไว้เล็กน้อยว่าเป็นเทคโนโลยีเบื้องหลังของ Bitcoin ในบทความตอนนี้จึงจะขออธิบายลักษณะทางกายภาพและคุณสมบัติของ Blockchain ให้ชัดเจนยิ่งขึ้นในช่วงปีที่ผ่านมา ผู้อ่านคงจะได้ยินคำว่า Blockchain อยู่บ่อยครั้ง ทั้งจากสื่อด้านเทคโนโลยีและสื่อทั่วไป บทความตอนที่แล้วก็ได้กล่าวถึง Blockchain ไว้เล็กน้อยว่าเป็นเทคโนโลยีเบื้องหลังของ Bitcoin ในบทความตอนนี้จึงจะขออธิบายลักษณะทางกายภาพและคุณสมบัติของ Blockchain ให้ชัดเจนยิ่งขึ้น

แม้ว่า Blockchain (ชื่อเดิมว่า Block Chain) จะเป็นคำใหม่ที่หลายๆ คน ได้ยินจากข่าวคราวของ Bitcoin แต่แท้จริงแล้วแนวคิดในการสร้าง Blockchain นั้นได้เป็นที่ถกเถียงอยู่ในแวดวงวิชาการนานาชาติมานาน อย่างน้อยก็ตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1990 บทความชื่อ How to time-stamp a digital document (วิธีการลงเวลาให้เอกสารดิจิทัล) ซึ่งถูกเผยแพร่ในวารสารวิทยาการรหัสลับ (Journal of Cryptography) โดย ดร. สจ๊วต ฮาเบอร์ (Dr. Stuart Haber) และ ดร. สก๊อตต์ สตอร์เนทตา (Dr. Scott Stornetta) ถือเป็นบทความชุดแรกๆ ของโลกที่ได้จุดประกายแนวคิดด้านการใช้ลำดับเวลาเพื่อยืนยันความถูกต้องและสมบูรณ์ของข้อมูลธุรกรรม โดยใช้วิธีการเข้ารหัส “เวลา” รวมไปในตัวข้อมูลที่จะถูกบันทึกโดยตรง ไม่ใช่เพียงแค่การบันทึกเวลาลงในระบบแยกจากตัวข้อมูล ส่งผลให้ข้อมูลนั้นไม่สามารถถูกดัดแปลงได้โดยไม่มีหลักฐาน เนื่องจากต้องบันทึกเวลาใหม่เข้ารหัสร่วมไปกับข้อมูลทุกครั้งที่มีการแก้ไขข้อมูลหรือเพิ่มข้อมูลใหม่ (เป็นหลักการเดียวกับการบันทึก Timestamp ของธุรกรรม Bitcoin ที่อธิบายไว้ในบทความตอนที่แล้ว)

แม้ว่า Blockchain สามารถถูกนำไปใช้ได้ในหลายรูปแบบ และอาจเป็นการยากที่จะอธิบายหลักการทำงานของ Blockchain โดยไม่ยกตัวอย่างของ Cryptocurrency แต่ก็พอจะสรุปอย่างสั้นๆ ได้ว่า Blockchain คือรูปแบบหนึ่งของฐานข้อมูลที่เรียกว่า Distributed Ledger ซึ่งแตกต่างจากฐานข้อมูลอื่นๆ เพราะไม่ต้องใช้เครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวเป็นศูนย์กลางในการเก็บข้อมูล แต่ใช้การคัดลอกข้อมูลไปฝากให้ผู้ใช้ระบบเก็บไว้แยกกันคนละหนึ่งชุด เมื่อมีการเพิ่มข้อมูลใหม่ก็จะต้องกระจายข้อมูลให้ผู้ใช้ทุกคนรับทราบและปรับปรุงข้อมูลที่ตัวเองเก็บไว้ จนทุกคนมีข้อมูลชุดใหม่เหมือนกันทั้งหมด และทุกคนก็สามารถมองเห็นข้อมูลได้เหมือนกันทั้งหมด โดยไม่สามารถแก้ไข้ข้อมูลที่บันทึกไปแล้วได้โดยเด็ดขาด (อนุญาตให้บันทึกเพิ่มได้อย่างเดียว)

อย่างที่ทราบในตอนที่แล้วจากขั้นตอนการทำงานของ Bitcoin ว่าข้อมูลแต่ละรายการนั้นจะถูกทำให้เป็นกล่อง (Block) และนำไปต่อกันเป็นโซ่ (Chain) แล้วความปลอดภัยต่อการใช้งานข้อมูลเหล่านี้ หรือการยืนยันว่าจะไม่มีการแก้ไขข้อมูลในสายโซ่นั้นจะเกิดขึ้นได้อย่างไร?

เพื่อให้ง่ายต่อการเข้าใจ จะขออธิบายโดยเว้นรายละเอียดเชิงเทคนิคไว้ โดยทั่วไปนั้นระบบ Blockchain จะทำการสร้างกล่องเปล่าใบใหม่ขึ้นตามระยะเวลาที่กำหนดไว้ (ประมาณ 10 นาทีต่อหนึ่งกล่องสำหรับ Bitcoin) แล้วจึงบรรจุข้อมูลใหม่ที่ถูกสร้างขึ้นในช่วงเวลานี้ลงไปในกล่อง จากนั้นจึงจะนำกล่องไปต่อในสายโซ่เพื่อบันทึกข้อมูล ก่อนจะกระจายไปเก็บไว้ที่ผู้ใช้แต่ละคน แต่หัวใจสำคัญของการหลักการรักษาความปลอดภัยของข้อมูลก็คือการสร้างให้เกิดความเชื่อมโยงระหว่างแต่ละกล่องในสายโซ่ โดยระบบจะนำข้อมูลของกล่องก่อนหน้าในสายโซ่นั้นทั้งหมดมาเข้ารหัส แล้วบันทึกลงไปในกล่องใบใหม่ที่กำลังจะถูกต่อเข้าไปในสายโซ่ 

การเข้ารหัสข้อมูลในแต่ละกล่องตลอดทั้งสายโซ่ เพื่อนำไปบันทึกในกล่องใบถัดไป มีผลดีคือ หากเกิดการดัดแปลงข้อมูลในกล่องใดกล่องหนึ่งในสายโซ่ขึ้นแล้ว เมื่อนำข้อมูลของสายโซ่ที่ถูกดัดแปลงนั้นมาเข้ารหัสเพื่อจะบันทึกในกล่องใหม่ ระบบจะตรวจสอบพบว่า รหัสใหม่นั้นไม่ตรงกับรหัสของข้อมูลเดิมที่อยู่ในกล่องอื่นๆ ในสายโซ่ เรียกได้ว่าเกิดความผิดเพี้ยนจนระบบตรวจสอบได้ และเนื่องจากการใช้ระบบกระจายข้อมูลระหว่างผู้ใช้ทุกคน สายโซ่ที่เกิดความผิดเพี้ยนขึ้นนั้นก็จะไม่ได้รับการยอมรับจากผู้ใช้คนอื่นๆ และในที่สุดก็จะถูกแทนที่ด้วยสายโซ่ที่มีข้อมูลที่ถูกต้องกว่า เป็นการป้องกันความผิดพลาดของข้อมูล (Fault Tolerance) โดยระบบที่มีผู้ใช้หลายคน

เมื่อได้ทราบหลักการรักษาความถูกต้องของข้อมูลด้วยการเข้ารหัสกล่องแต่ละใบในสายโซ่แล้ว ผู้อ่านอาจสงสัยต่อไปว่า ข้อมูลใหม่ที่ถูกสร้างขึ้นก่อนจะถูกบรรจุลงในกล่องนั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร? 

ส่วนนี้จะมีความแตกต่างกันไปในการนำ Blockchain ไปใช้ในแต่ละกรณี ยกตัวอย่างเช่น กรณีของ Cryptocurrency อย่าง Bitcoin นั้น ข้อมูลที่บรรจุลงในแต่ละกล่องจะเป็นข้อมูลธุรกรรม (Transaction) ระหว่างผู้ใช้ที่ส่งและรับเงิน แต่อย่างที่ได้กล่าวไว้ว่า Blockchain นั้นเป็นฐานข้อมูลรูปแบบหนึ่ง ข้อมูลที่บันทึกลงในแต่ละกล่องจึงอาจเป็นข้อมูลรูปแบบอื่นได้เช่นเดียวกัน ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของแต่ละระบบ

ในกลุ่มของ Cryptocurrency เองก็ไม่ได้ถูกผูกขาดด้วยเทคโนโลยี Blockchain เพียงอย่างเดียว Cryptocurrency บางชนิด เช่น IOTA ใช้เทคโนโลยีชื่อว่า Tangle เป็นตัวดำเนินการ ซึ่งมีแนวคิดที่แตกต่างจาก Blockchain จึงจะไม่ขอกล่าวถึงในที่นี้ในกลุ่มของ Cryptocurrency เองก็ไม่ได้ถูกผูกขาดด้วยเทคโนโลยี Blockchain เพียงอย่างเดียว Cryptocurrency บางชนิด เช่น IOTA ใช้เทคโนโลยีชื่อว่า Tangle เป็นตัวดำเนินการ ซึ่งมีแนวคิดที่แตกต่างจาก Blockchain จึงจะไม่ขอกล่าวถึงในที่นี้

แม้ระบบ Blockchain นั้นจะดูเหมือนมีความปลอดภัยสูงมาก แต่ก็ไม่ได้ปราศจากช่องโหว่โดยสิ้นเชิง เนื่องจากการเกิดขึ้นของกล่องใบใหม่นั้นต้องอาศัยการตรวจสอบความถูกต้องจากผู้ใช้จำนวนหนึ่ง หากมีข้อมูลใดๆ ที่ถูกแก้ไขเปลี่ยนแปลงไปผู้ใช้จำนวนนั้นก็ไม่ควรจะยอมรับกล่องใบใหม่ว่าเป็นข้อมูลที่ถูกต้อง แต่ช่องโหว่ในจุดนี้มีชื่อว่า 51% Attack (การโจมตีที่ 51%) ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่มีผู้ไม่หวังดีเข้ามาเป็นผู้ใช้ในระบบ เป็นจำนวนเกินครึ่งหนึ่งของจำนวนผู้ใช้ทั้งหมด ทำให้การตัดสินใจเพื่อยอมรับหรือปฏิเสธกล่องใบใหม่นั้นไม่เป็นไปตามกติกาที่ควรจะเป็น เช่น ทำให้เกิดการยอมรับกล่องใหม่ในสายโซ่ที่เกิดการแก้ไขข้อมูลไปแล้ว หรือปฏิเสธการสร้างกล่องใบใหม่โดยสิ้นเชิง ซึ่งถือเป็นการขีดขวางการทำงานของระบบโดยรวม เป็นต้น แต่ในทางปฏิบัติแล้ว เมื่อระบบมีขนาดใหญ่ขึ้นและมีจำนวนผู้ใช้ระบบเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ  การที่ผู้ไม่หวังดีจะมีจำนวนมากกว่าครึ่งหนึ่งในระบบก็มีโอกาสเกิดขึ้นได้ยากตามไปด้วย

และถึงแม้ในทางทฤษฏีนั้น Blockchain จะเป็นระบบสาธารณะ แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าระบบที่ใช้ Blockchain ทุกระบบจะเปิดรับผู้ใช้ทั่วไป องค์กรขนาดใหญ่บางองค์กรอาจเลือกที่จะสร้างระบบข้อมูลที่ใช้ Blockchain ของตนเองขึ้นใหม่เพื่อการใช้งานภายใน โดยมีเพียงพนักงานในองค์กรเท่านั้นที่สามารถใช้ระบบได้ อย่างไรก็ตาม หลักการทำงานโดยรวมของระบบจะยังคงคล้ายคลึงกับสิ่งที่ได้อธิบายไว้ข้างต้น
ในบทความทั้งสามตอนที่ผ่านมา ได้ครอบคลุมถึงต้นกำเนิดของ Cryptocurrency หลักการทำงานของ Bitcoin และกลไกของ Blockchain ไปเป็นที่เรียบร้อย ในตอนต่อไปจะพาผู้อ่านออกจากโลกของหลักการทางเทคนิค ไปสู่การใช้งาน Cryptocurrency ในชีวิตจริง โปรดติดตามชม...