نقشه برداری با فناوری بلاک‌چین: چالش‌ها و فرصت‌ها

آیا نقشه برداری مبتنی بر بلاک‌چین می‌تواند جایگزین نقشه‌برداری GPS شود؟

سیستم موقعیت‌یاب جهانی (GPS) موقعیت مکانی فرد را محاسبه می‌کند، آن را با محیط اطرافش ادغام می‌کند و به صورت زنده از طریق یک رابط کاربری بلادرنگ روی دستگاه تلفن همراه نمایش می‌دهد. سیستم‌های مبتنی بر بلاک‌چین شفاف و در برابر تداخل مقاوم هستند.

استفاده از ابزارهای ناوبری مبتنی بر GPS همه‌گیر شده است. مردم از ابزارهایی مانند Google Maps، OpenStreetMap و Foursquare استفاده می‌کنند که به GPS وابسته هستند. با این حال، این سرویس‌ها با یک نقص مشترک دست و پنجه نرم می‌کنند – تمرکزگرایی – که باعث می‌شود آن‌ها در برابر هک شدن، مستعد عملکرد غیرشفاف و داشتن یک نقطه‌ ضعف مرکزی باشند.

فناوری بلاک‌چین نسبت به سیستم‌های متمرکز، مزایای متعددی را ارائه می‌دهد و به کاربران در غلبه بر محدودیت‌های ابزارهای سنتی مانند نقشه برداری GPS کمک می‌کند. این فناوری باعث بهبود شفافیت، افزایش مقاومت در برابر تلاش‌های هک و امکان پردازش سریع‌تر داده‌ها می‌شود. جای تعجب نیست که چندین کسب‌وکار شروع به استفاده از فناوری بلاک‌چین کرده‌اند یا به طور فعال در حال بررسی کاربردهای آن هستند.

ناکارآمدی‌ها در نقشه‌های تعاملی فعلی

اگرچه سیستم فعلی نقشه‌های تعاملی مبتنی بر GPS بیش از یک دهه است که وجود دارد، اما سهمی از ناکارآمدی‌ها را نیز به همراه دارد. داده‌های این سیستم‌ها گاهی اوقات ممکن است نادرست و کند باشند.

نقشه‌برداری GPS مستلزم پردازش و ذخیره‌سازی حجم عظیمی از داده‌ها، معمولاً روی سرورهای متمرکز است، که ممکن است هنگام دسترسی و اشتراک‌گذاری باعث ایجاد تأخیر شود. از آنجایی که این فناوری‌ها مکان‌یابی یک فرد را به صورت لحظه‌ای ردیابی می‌کنند، ممکن است حریم خصوصی کاربر را به خطر بیندازند. توسعه و نگهداری سیستم‌های سنتی GPS نیز ممکن است برای مشاغل بسیار پرهزینه باشد.

نقشه برداری متمرکز به داده‌های اختصاصی متکی است که ممکن است منسوخ شده باشد و به دلیل تغییرات سریع، نتواند به درستی پیشرفت‌های اخیر در جاده‌ها، بزرگراه‌ها و زیرساخت‌ها را منعکس کند. GPS همچنین در نقشه‌برداری دقیق از مناطق پرجمعیت شهری با مشکل مواجه است. ایجاد نقشه‌های تعاملی در مناطقی با خطوط باریک مستلزم کار سخت از سوی ارائه‌دهنده نقشه برای مستندسازی هر منطقه است که هم زمان‌بر و هم پرهزینه است.

علاوه بر این، در کاربردهای مهدنی مانند نقشه برداری و حمل‌ونقل، GPS رمزگذاری نشده است، فاقد ویژگی‌های اثبات منشأ یا احراز هویت است و در برابر حملات سایبری، اخلال و جعل آسیب‌پذیر است.

اکثر پروژه‌های نقشه‌برداری برای عملیات خود از برون‌سپاری جمعی (crowdsourcing) استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، در OpenStreetMap، تعداد زیادی از مشارکت‌کننده از دستگاه‌های GPS، تصاویر هوایی و نقشه‌های میدانی کم‌فناوری برای به‌روزرسانی داده‌های نقشه استفاده می‌کنند. با پیش رفتن جهان به سمت عصر اینترنت اشیاء (IoT)، به احتمال زیاد موارد استفاده جدیدی از برون‌سپاری جمعی ظهور خواهد کرد. با این حال، مشکلاتی مانند دشواری در دقت و اجرای سیاست‌های بالا به پایین – که پروژه‌های برون‌سپاری جمعی به طور کلی با آن‌ها دست و پنجه نرم می‌کنند – ممکن است همچنان وجود داشته باشد. نقشه برداری مبتنی بر بلاک‌چین جایگزین مناسبی را ارائه می‌دهد.

چگونه بلاک‌چین نقشه‌های دیجیتال تعاملی را تقویت می‌کند؟

ساختار غیرمتمرکز که فناوری بلاک‌چین بر اساس آن کار می‌کند، ممکن است پاسخ‌های مؤثری به مشکلات رایج در نقشه‌های دیجیتال تعاملی معمولی ارائه دهد.

نقشه برداری GPS نیازمند پردازش و ذخیره‌سازی حجم عظیمی از داده‌ها است که معمولاً در یک یا چند سرور ذخیره می‌شوند. ماهیت متمرکز نقشه‌برداری GPS به دلیل بار ناشی از مدیریت حجم بالای داده‌ها روی سرورهای محدود، می‌تواند منجر به تأخیر در پردازش و تحویل شود. با این حال، برنامه‌های غیرمتمرکز (DApp) داده‌ها را در چندین دستگاه شبکه (گره) توزیع می‌کنند که باعث کاهش تأخیر و امکان دسترسی روان به داده‌ها می‌شود.

از آنجایی که این برنامه‌ها به جای یک مرجع مرکزی واحد، به یک شبکه غیرمتمرکز از گره‌ها برای اعتبارسنجی مداوم تراکنش‌ها و به‌روزرسانی داده‌ها متکی هستند، می‌توانند اطلاعات مکان را به‌روزتر و دقیق‌تر نگه دارند. فرآیند اجماع بلاک‌چین که برای پذیرش تغییرات به تأیید از چندین گره نیاز دارد، یکپارچگی داده‌ها را حفظ می‌کند و از تغییرات غیرمجاز محافظت می‌کند.

حریم خصوصی بهتر، مزیت دیگری از استفاده از بلاک‌چین برای نقشه برداری است. نقشه‌برداری سنتی GPS، مصرف‌کنندگان را مجبور می‌کند تا داده‌های موقعیت مکانی خود را به سازمان‌های بزرگ ارسال کنند که سپس می‌توانند بدون رضایت کاربران، این اطلاعات موقعیت‌یابی‌شده را برای کسب درآمد به کار گیرند. از سوی دیگر، بلاک‌چین بدون یک مرجع مرکزی که بتواند تصمیمات متفق‌القول بگیرد، کار می‌کند و داده‌ها در بین گره‌های متعدد توزیع می‌شوند و بدین ترتیب، حریم خصوصی کاربر را بهبود می‌بخشد.

آیا می‌توان از بلاک‌چین برای تایید مکانی استفاده کرد؟

تأیید مکانی در بلاک‌چین فرآیند تأیید موقعیت فیزیکی یک رویداد، شیء یا کاربر در یک شبکه غیرمتمرکز است.

تأیید مکانی به تأیید این موضوع اشاره دارد که اشیا در مکانی هستند که ادعا می‌کنند قرار دارند. این امر به ویژه در صنایع مختلف، به خصوص مدیریت زنجیره تأمین، بسیار مفید است.

برای مثال، هنگامی که یک پهپاد تحویل آمازون بسته‌ای را جلوی در مالک تحویل می‌دهد، هزینه آن بر اساس تأیید مکانی، به حساب مالک شارژ می‌شود. این کار، مشکلاتی را که از ناحیه‌ی کارمندان تحویل‌دهنده‌ی نامعتبر و اختلافات بر سر هزینه‌های مربوط به محصولات گم‌شده ناشی می‌شود، از بین می‌برد.

به طور مشابه، اگر کسی شیشه جلو شکسته‌ای داشته باشد، می‌تواند با ارسال عکس و مدرکی که زمان و مکان را ثابت می‌کند، از تأیید مکانی مبتنی بر بلاک‌چین برای پشتیبان‌گیری از درخواست خسارت بیمه‌اش استفاده کند. این امر به ساده‌سازی فرآیند رسیدگی به درخواست‌های خسارت بیمه، کاهش اختلافات و مبارزه با تقلب کمک می‌کند.

هنگام افتتاح حساب بانکی جدید به صورت غیرحضوری، تأیید مکانی به جای ارائه‌ی مدارکی مانند کپی قبض‌های خدماتی به عنوان اثبات آدرس، به فرد این امکان را می‌دهد که صرفاً با حضور در خانه‌اش، محل سکونت خود را تأیید کند.

یک قرارداد هوشمند ساخته‌شده در یک پروتکل اثبات موقعیت (PoL) مبتنی بر بلاک‌چین، تأیید مکانی را در این موارد انجام می‌دهد. سیستم‌های اثبات موقعیت با ارائه‌ی روشی قابل اعتماد برای اثبات مکان، شفافیت و کارایی را در صنایع مختلف ارتقا می‌دهند.

پروتکل اثبات موقعیت (PoL) چیست؟

پروتکل اثبات موقعیت (PoL) با استفاده از ترکیبی از الگوریتم‌های رمزنگاری و رویه‌های اجماع، صحت داده‌های موقعیت مکانی کاربر را بدون نیاز به اتکا به یک مرجع واحد تضمین می‌کند.

در بلاک‌چین، اثبات موقعیت (PoL) اعتبار موقعیت فیزیکی کاربر در یک شبکه غیرمتمرکز است. اثبات موقعیت، دقت تراکنش‌ها و خدمات مبتنی بر موقعیت را در طیف وسیعی از برنامه‌ها، از جمله مدیریت زنجیره تأمین، ردیابی دارایی، امور مالی غیرمتمرکز و موارد دیگر، تضمین می‌کند.

یکی از رویکردهای متداول برای اثبات موقعیت، استفاده از شبکه‌ای از گره‌های قابل اعتماد یا اوراکل (oracle) برای جمع‌آوری و اعتبارسنجی داده‌های موقعیت مکانی از منابع مختلف، از جمله ماهواره‌های GPS، سیگنال‌های Wi-Fi و برج‌های تلفن همراه است. سپس این گره‌ها با پخش پیام‌های امضا شده یا اثبات به بلاک‌چین، موقعیت کاربر را تأیید می‌کنند.

با پیاده‌سازی اثبات موقعیت (PoL) در سیستم‌های بلاک‌چین، کاربران می‌توانند در حالی که حریم خصوصی و اعتماد را حفظ می‌کنند، به طور ایمن با قراردادهای هوشمند و برنامه‌های غیرمتمرکز (DApps) مبتنی بر موقعیت تعامل داشته باشند. این فناوری امکانات مربوط به سرویس‌های مبتنی بر موقعیت را گسترش می‌دهد و موارد استفاده‌ی نوآورانه‌ای را که نیاز به داده‌های موقعیت مکانی قابل تأیید روی بلاک‌چین دارند، فعال می‌کند.

عناصر کلیدی یک قرارداد هوشمند اثبات موقعیت (PoL)

ارائه داده‌های موقعیت مکانی، مکانیسم‌های تأیید، ذخیره‌سازی داده‌ها و پیوند زدن تأیید مکانی به اقدامات خاص، عناصر کلیدی یک قرارداد هوشمند اثبات موقعیت (PoL) هستند.

ارائه داده‌های موقعیت مکانی

قرارداد هوشمند نحوه ارسال داده‌های موقعیت مکانی توسط کاربران یا دستگاه‌ها را تعریف می‌کند، از جمله:

• عکس‌ها یا ویدیوهای با برچسب جغرافیایی
• مختصات GPS از یک دستگاه تلفن همراه
• قرائت سنسور از دستگاه‌های اینترنت اشیاء (IoT) که موقعیت مکانی را تأیید می‌کند

مکانیسم‌های تأیید

قرارداد برای تأیید موقعیت مکانی ارسالی به موارد زیر نیاز دارد:

• استفاده از سیستم‌های اعتبارسنجی برای ارزیابی قابلیت اطمینان ارائه‌دهندگان داده
• بررسی متقابل با منابع داده‌ای متعدد
• به کارگیری تکنیک‌های رمزنگاری برای جلوگیری از جعل موقعیت مکانی

ذخیره‌سازی داده‌ها

با ذخیره‌سازی ایمن داده‌های موقعیت مکانی تأیید شده روی بلاک‌چین، یک رکورد غیرقابل جعل ایجاد می‌شود.

انجام اقدامات

قرارداد هوشمند، تأیید مکانی را به فعالیت‌های خاصی مانند پرداخت در موقعیت‌های زنجیره‌ی تأمین، تأیید ادعاهای مطرح‌شده توسط بیمه یا اعطای دسترسی پس از تأیید حضور فیزیکی، متصل می‌کند.

محدودیت‌های پروتکل اثبات موقعیت (PoL) چیست؟

علی‌رغم پتانسیل آن، پروتکل اثبات موقعیت (PoL) دارای چندین محدودیت است، از جمله اتکا به منابع داده خارجی، مشکلات مقیاس‌پذیری و کاربردپذیری متغیر در مناطق جغرافیایی مختلف.

در حالی که پروتکل اثبات موقعیت (PoL) چندین مزیت را ارائه می‌دهد، اما محدودیت‌های قابل توجهی نیز دارد. یکی از مشکلات، اتکای آن به منابع داده خارجی است که می‌تواند منجر به آسیب‌پذیری‌هایی در جهت دستکاری یا جعل شود. علاوه بر این، پروتکل اثبات موقعیت (PoL) ممکن است با نگرانی‌های مقیاس‌پذیری مواجه شود، زیرا تأیید داده‌های موقعیت مکانی برای تعداد زیادی از تراکنش‌ها به منابع پردازش قابل توجهی نیاز دارد.

علاوه بر این، راه‌حل‌های اثبات موقعیت (PoL) ممکن است در مناطق یا موقعیت‌های جغرافیایی مختلف به طور جهانی قابل اجرا نباشند که منجر به عدم دقت تأیید می‌شود. هیچ روش استانداردی برای گنجاندن موقعیت‌های جغرافیایی، آدرس‌های فیزیکی یا مختصات در قراردادهای هوشمند وجود ندارد.

هر پلتفرم توسعه‌یافته زیرساخت سخت‌افزاری، پروتکل‌ها و مدل‌های کسب‌وکار خاص خود را دارد. پرداختن به این محدودیت‌ها برای پذیرش کلی و اثربخشی اثبات موقعیت (PoL) در برنامه‌های کاربردی بلاک‌چین حیاتی است.