دانلود کتاب آموزشی مبانی بلاکچین جلد اول

بخش 1. مقدمه‌ای بر بلاکچین

فصل 1. تعریف بلاکچین و تاریخچه آن

• بلاکچین چیست؟ (تعریف کلی و مفاهیم پایه)
• تاریخچه و تکامل بلاکچین
• نقش بیت‌کوین در معرفی بلاکچین
• سیر تکامل بلاکچین از نسل اول تا نسل سوم

فصل 2. نحوه کارکرد بلاکچین: اصول و معماری

• نحوه ذخیره‌سازی اطلاعات در بلاکچین
• ساختار بلوک‌ها و ارتباط آن‌ها با یکدیگر
• نقش هش و امنیت در بلاکچین
• چگونگی تایید و ثبت تراکنش‌ها
• اجماع در شبکه و نقش ماینرها

فصل 3. تفاوت بلاکچین با پایگاه‌های داده سنتی

• پایگاه‌های داده متمرکز در مقابل بلاکچین توزیع‌شده
• ویژگی‌های تغییرناپذیری و امنیت در بلاکچین
• نحوه مدیریت داده‌ها در بلاکچین
• کاربردهای پایگاه داده سنتی در مقایسه با بلاکچین

فصل 4. کاربردهای اولیه بلاکچین

• بیت‌کوین و نقش آن در آغاز انقلاب بلاکچین
• سایر رمزارزها و تفاوت آن‌ها با بیت‌کوین
• اولین کاربردهای عملی بلاکچین (قراردادهای هوشمند، رأی‌گیری، احراز هویت دیجیتال)
• چگونه بلاکچین مرزهای سنتی را در فناوری تغییر داده است؟

بخش 2. اجزای اصلی بلاکچین

فصل 1. بلوک‌ها: ساختار و اجزای یک بلوک در بلاکچین

• تعریف بلوک و کاربرد آن در بلاکچین
• اجزای یک بلوک:
  • داده‌های تراکنش‌ها (Transaction Data)
  • هش بلوک قبلی (Previous Block Hash)
  • هش بلوک فعلی (Current Block Hash)
  • زمان و استامپ زمانی (Timestamp)
  • نانس (Nonce) و کاربرد آن در استخراج (Mining)
• مثال عملی از یک بلوک در بلاکچین بیت‌کوین

فصل 2. زنجیره بلوک‌ها: نحوه پیوستن بلوک‌ها به یکدیگر

• مفهوم زنجیره بلوک‌ها و چگونگی ایجاد ارتباط بین بلوک‌ها
• نحوه اتصال بلوک‌ها از طریق هش بلوک قبلی
• اهمیت یکپارچگی داده‌ها و امنیت زنجیره
• مشکلات ناشی از تغییرات در بلوک‌ها و اثرات آن بر اعتبار زنجیره
• مثال عملی از پیوستن بلوک‌ها در بلاکچین اتریوم

فصل 3. هش و الگوریتم‌های هش: مفهوم هش و نقش آن در امنیت

• تعریف هش و کاربرد آن در بلاکچین
• ویژگی‌های الگوریتم‌های هش:
  • یکطرفه بودن (One-Way Function)
  • تولید مقدار ثابت طول (Fixed-Length Output)
  • حساسیت به ورودی (Sensitive to Input Changes)
• الگوریتم‌های محبوب هش در بلاکچین:
  • SHA-256 (استفاده شده در بیت‌کوین)
  • Ethash (استفاده شده در اتریوم)
• نقش هش در حفظ امنیت بلاکچین و اعتبار تراکنش‌ها

فصل 4. نودها و شبکه بلاکچین: نوع نودها و نحوه ارتباط آنها

• تعریف نود و انواع آن:
  • نود کامل (Full Node)
  • نود سبک (Light Node)
  • نود معدنکار (Mining Node)
• نحوه کارکرد نودها و ارتباط آن‌ها در شبکه
• نقش نودها در تایید تراکنش‌ها و بلاک‌ها
• تنظیمات و مشکلات رایج در ارتباطات بین نودها

فصل 5. ماینینگ و فرآیند استخراج

• تعریف ماینینگ و هدف آن در بلاکچین
• نحوه کارکرد ماینینگ:
  • فرآیند تایید تراکنش‌ها
  • حل مسائل ریاضی و پیدا کردن نانس
• الگوریتم‌های استخراج:
  • Proof of Work (PoW)
  • Proof of Stake (PoS)
• مشکلات و چالش‌ها در ماینینگ:
  • مصرف انرژی در PoW
  • مسایل مقیاس‌پذیری در PoW

بخش 3. الگوریتم‌های اجماع در بلاکچین

فصل 1. مفهوم اجماع در بلاکچین

• تعریف اجماع در بلاکچین
• اهمیت اجماع برای اعتبار سنجی تراکنش‌ها
• نقش اجماع در حفظ یکپارچگی شبکه بلاکچین

فصل 2. الگوریتم Proof of Work (PoW)

• تعریف الگوریتم Proof of Work
• نحوه کارکرد PoW: فرآیند ماینینگ و حل مسائل پیچیده ریاضی
• مزایا و معایب PoW
  • مزایا: امنیت بالا، مقاوم در برابر حملات
  • معایب: مصرف انرژی بالا، زمان‌بر بودن فرآیند ماینینگ
• استفاده از PoW در بیت‌کوین و سایر بلاکچین‌ها

فصل 3. الگوریتم Proof of Stake (PoS)

• تعریف الگوریتم Proof of Stake
• نحوه کارکرد PoS: تایید تراکنش‌ها از طریق “استیک کردن” ارز دیجیتال
• مزایا و معایب PoS
  • مزایا: مصرف انرژی پایین‌تر، سرعت بالاتر در تایید تراکنش‌ها
  • معایب: تمرکز ثروت، خطر حملات 51%
• استفاده از PoS در اتریوم و سایر بلاکچین‌ها

فصل 4. مقایسه PoW و PoS

• تفاوت‌های اصلی در نحوه کارکرد و تأثیرات آن‌ها بر شبکه بلاکچین
• بررسی مقیاس‌پذیری، امنیت، و مصرف انرژی در هر الگوریتم
• تطبیق کاربردهای مختلف با انتخاب الگوریتم مناسب

فصل 5. الگوریتم‌های اجماع دیگر

• Delegated Proof of Stake (DPoS)
  • نحوه عملکرد DPoS و تفاوت آن با PoS
  • مزایا و معایب DPoS
• Byzantine Fault Tolerance (BFT)
  • اصول و نحوه کارکرد BFT در بلاکچین‌های خاص
  • مزایا و معایب BFT
• Proof of Authority (PoA)
  • تعریف و کاربرد PoA در بلاکچین‌های مجاز (Consortium Blockchain)
  • مزایا و معایب PoA
• Proof of Space (PoSpace) و Proof of Time (PoTime)
  • بررسی این الگوریتم‌های نوین و کاربرد آن‌ها در بلاکچین‌ها

فصل 6. مقایسه کلی الگوریتم‌های اجماع

• مقایسه امنیت، مقیاس‌پذیری و مصرف انرژی
• انتخاب الگوریتم اجماع مناسب برای کاربردهای مختلف بلاکچین

فصل 7. چالش‌ها و آینده الگوریتم‌های اجماع

• چالش‌های مقیاس‌پذیری و مشکلات مربوط به سرعت تراکنش‌ها در الگوریتم‌های PoW و PoS
• راه‌حل‌ها و پیشرفت‌های نوین در الگوریتم‌های اجماع
• روندهای آینده در تکامل الگوریتم‌های اجماع و تأثیر آن‌ها بر بلاکچین‌ها

بخش 4. امنیت در بلاکچین

فصل 1. مفهوم امنیت در بلاکچین

• تعریف امنیت در بلاکچین
• نقش امنیت در حفظ یکپارچگی شبکه بلاکچین
• تفاوت امنیت بلاکچین با سیستم‌های سنتی

فصل 2. تراکنش‌های امن در بلاکچین

• نحوه تأمین امنیت تراکنش‌ها
• بررسی ویژگی‌های غیرقابل تغییر بودن تراکنش‌ها
• استفاده از امضاهای دیجیتال برای احراز هویت

فصل 3. مکانیزم‌های رمزنگاری در بلاکچین

• رمزنگاری غیرمتقارن (Public Key Cryptography)
• الگوریتم‌های رمزنگاری: RSA، ECC و دیگر روش‌ها
• نقش هش‌ها در امنیت بلاکچین
• گواهی‌نامه‌های دیجیتال و کاربرد آنها در بلاکچین

فصل 4. حملات رایج در بلاکچین

• حمله 51%: توضیح نحوه وقوع و خطرات آن
• حملات دابل اسپندینگ: مفهوم و راه‌های جلوگیری
• حملات Sybil: تعریف و مقابله با آن‌ها
• حملات Eclipse: نحوه شبیه‌سازی و پیشگیری
• حملات مبتنی بر شبکه (Man-in-the-Middle)

فصل 5. مدیریت و حفاظت از کلیدهای خصوصی

• اهمیت کلیدهای خصوصی در امنیت بلاکچین
• بهترین روش‌ها برای حفاظت از کلیدهای خصوصی
• کیف پول‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری
• استفاده از Multi-Signature برای افزایش امنیت

فصل 6. پروتکل‌های امنیتی بلاکچین

• پروتکل‌های اجماع و نقش آن‌ها در امنیت
• تفاوت بین Proof of Work (PoW) و Proof of Stake (PoS) از نظر امنیت
• الگوریتم‌های اجماع دیگر و تاثیر آن‌ها بر امنیت شبکه

فصل 7. ایمنی در قراردادهای هوشمند

• آسیب‌پذیری‌های معمول در قراردادهای هوشمند
• روش‌های تست و شبیه‌سازی قراردادهای هوشمند برای امنیت
• بررسی حملات و تهدیدات رایج برای قراردادهای هوشمند
• استانداردهای امنیتی قراردادهای هوشمند

فصل 8. امنیت در بلاکچین‌های خصوصی و مجاز

• مقایسه امنیت بلاکچین‌های عمومی و خصوصی
• چالش‌ها و راه‌حل‌ها برای افزایش امنیت در بلاکچین‌های خصوصی
• نقش شفافیت در امنیت بلاکچین‌های عمومی

فصل 9. تأثیر حملات و تهدیدات بر اعتماد در بلاکچین

• چگونگی کاهش تأثیرات حملات امنیتی بر اعتماد کاربران
• بررسی آسیب‌پذیری‌های شبکه بلاکچین از دیدگاه کاربران و نهادهای نظارتی

فصل 10. آینده امنیت بلاکچین

• پیشرفت‌های نوین در امنیت بلاکچین
• امنیت بلاکچین و استفاده از هوش مصنوعی (AI) برای شناسایی تهدیدات
• استانداردهای جهانی برای امنیت بلاکچین و نیاز به همکاری بین‌المللی

بخش 5. مفاهیم قراردادهای هوشمند (Smart Contracts)

فصل 1. تعریف قراردادهای هوشمند

• مفهوم قراردادهای هوشمند و چگونگی پیاده‌سازی آن‌ها
• تفاوت قراردادهای هوشمند با قراردادهای سنتی
• اهمیت قراردادهای هوشمند در بستر بلاکچین

فصل 2. تاریخچه قراردادهای هوشمند

• ریشه‌های قراردادهای هوشمند و اولین پیشگامان در این زمینه
• توسعه قراردادهای هوشمند در بستر بلاکچین
• پیشرفت‌های عمده در تکنولوژی قراردادهای هوشمند و استفاده از آن‌ها در دنیای واقعی

فصل 3. نحوه کارکرد قراردادهای هوشمند

• اجزای یک قرارداد هوشمند
• فرآیندهای اتوماسیون و اجرای خودکار قراردادها
• نحوه نوشتن و پیاده‌سازی قراردادهای هوشمند در بلاکچین‌های مختلف
• زبان‌های برنامه‌نویسی مورد استفاده برای ایجاد قراردادهای هوشمند (مثلاً Solidity)

فصل 4. کاربردهای قراردادهای هوشمند

• قراردادهای هوشمند در صنعت مالی (DeFi)
• کاربردهای آن‌ها در زنجیره تأمین و لجستیک
• استفاده در صنعت بیمه، املاک و حقوقی
• کاربرد در سازمان‌های خودمختار غیرمتمرکز (DAO)
• دیگر کاربردها در حوزه‌های مختلف (از جمله رأی‌گیری، سلامت، آموزش و …)

فصل 5. مزایای قراردادهای هوشمند

• کاهش نیاز به واسطه‌ها و هزینه‌های اضافی
• شفافیت و امنیت در فرآیندهای تجاری
• افزایش سرعت و دقت در اجرای قراردادها
• خودکار بودن و کاهش خطاهای انسانی
• امکان دسترسی جهانی و غیرمتمرکز

فصل 6. محدودیت‌ها و چالش‌های قراردادهای هوشمند

• مشکلات مربوط به کدنویسی و ایرادات برنامه‌نویسی
• محدودیت‌های مقیاس‌پذیری و سرعت تراکنش‌ها
• مسائل قانونی و چالش‌های حقوقی
• مشکلات امنیتی و حملات به قراردادهای هوشمند
• چالش‌های مربوط به تطابق با قوانین و مقررات بین‌المللی

فصل 7. امضای دیجیتال و امنیت در قراردادهای هوشمند

• مفهوم امضای دیجیتال و اهمیت آن در تأمین امنیت قراردادها
• روش‌های مختلف احراز هویت و حفاظت از داده‌ها
• بررسی شیوه‌های رمزنگاری در قراردادهای هوشمند
• رویکردهای پیشگیری از حملات و تقلب در قراردادهای هوشمند

فصل 8. مثال‌های عملی و پیاده‌سازی قراردادهای هوشمند

• نمونه‌های عملی از قراردادهای هوشمند در بلاکچین اتریوم
• پیاده‌سازی یک قرارداد هوشمند ساده در اتریوم (با استفاده از Solidity)
• تحلیل کاربردهای موفق و ناکام قراردادهای هوشمند در صنایع مختلف

فصل 9. آینده قراردادهای هوشمند

• روندهای نوین در تکامل قراردادهای هوشمند
• فناوری‌های مکمل قراردادهای هوشمند: Oracle‌ها و اتصال به داده‌های بیرونی
• چالش‌ها و فرصت‌های آینده در استفاده از قراردادهای هوشمند
• تأثیر قراردادهای هوشمند بر اقتصاد دیجیتال و مدل‌های کسب‌وکار آینده