ما هي خوارزمية إجماع البلوكتشين؟

خوارزمية الإجماع هي آلية تسمح للمستخدمين أو الآلات بالتنسيق في بيئة موزعة. يجب أن تضمن أن جميع الوكلاء في النظام يمكنهم الاتفاق على مصدر واحد للحقيقة، حتى لو فشل بعض الوكلاء. بمعنى آخر ، يجب أن يكون النظام متسامحا مع الأخطاء قدر الإمكان.

في الإعداد المركزي، يكون لكيان واحد سلطة على النظام. في معظم الحالات، يمكنهم إجراء تغييرات كما يحلو لهم و لا يوجد نظام حوكمة معقد للتوصل إلى توافق في الآراء بين العديد من المسؤولين. لكن في الإعداد اللامركزي، إنها قصة أخرى تماما. لنفترض أننا نعمل مع قاعدة بيانات موزعة، كيف نتوصل إلى اتفاق بشأن الإدخالات التي تتم إضافتها؟

ربما كان التغلب على هذا التحدي في بيئة لا يثق فيها الغرباء ببعضهم البعض هو التطور الأكثر أهمية الذي يمهد الطريق لسلاسل الكتل. في هذه المقالة، سنلقي نظرة على مدى أهمية خوارزميات الإجماع لعمل العملات المشفرة ودفاتر الأستاذ الموزعة.

اقرأ أيضاً: مراحل تطور تقنية البلوكتشين من الألف إلى الياء

خوارزميات الإجماع والعملات المشفرة

في العملات المشفرة، يتم تسجيل أرصدة المستخدمين في قاعدة بيانات البلوكتشين. من الضروري أن يحتفظ الجميع (أو بشكل أكثر دقة، كل عقدة) بنسخة متطابقة من قاعدة البيانات. خلاف ذلك، سينتهي بك الأمر قريبا بمعلومات متضاربة مما يقوض الغرض الكامل من شبكة العملة المشفرة.

يضمن تشفير المفتاح العام عدم تمكن المستخدمين من إنفاق عملات بعضهم البعض. ولكن لا تزال هناك حاجة إلى مصدر واحد للحقيقة يعتمد عليه المشاركون في الشبكة، حتى يتمكنوا من تحديد ما إذا كانت الأموال قد تم إنفاقها بالفعل.

اقترح ساتوشي ناكاموتو مبتكر البيتكوين، نظام إثبات العمل لتنسيق المشاركين. سنتعرف على كيفية عمل إثبات العمل قريبا في الوقت الحالي، سنحدد بعض السمات المشتركة للعديد من خوارزميات الإجماع الموجودة.

أولاً نطلب من المستخدمين الذين يرغبون في إضافة كتل (سنسميهم المدققين) توفير حصة. الحصة هي نوع من القيمة التي يجب على المدقق طرحها، مما يثنيهم عن التصرف بطريقة غير شرعية. إذا غشوا، فسوف يفقدون حصتهم. تشمل الأمثلة قوة الحوسبة أو العملة المشفرة.

لماذا يكلفون أنفسهم عناء المخاطرة بمواردهم الخاصة؟ هناك أيضا مكافأة متاحة. يتكون هذا عادة من العملة المشفرة الأصلية للبروتوكول ويتكون من الرسوم التي يدفعها المستخدمون الآخرون أو وحدات العملة المشفرة التي تم إنشاؤها حديثا أو كليهما.

آخر شيء نحتاجه هو الشفافية. نحن بحاجة إلى أن نكون قادرين على اكتشاف عندما يقوم شخص ما بالغش. من الناحية المثالية، يجب أن يكون إنتاج الكتل مكلفا بالنسبة لهم، ولكنه رخيص لأي شخص للتحقق من صحتها. هذا يضمن أن يتم التحقق من المدققين من قبل المستخدمين العاديين.

أنواع خوارزميات الإجماع

إثبات العمل (PoW)

إثبات العمل (PoW) هو الأب الروحي لخوارزميات إجماع البلوكتشين. تم تنفيذه لأول مرة في بيتكوين، لكن المفهوم الفعلي كان موجودا منذ بعض الوقت. في إثبات العمل، يقوم المدققون (المشار إليهم باسم عمال المناجم) بتجزئة البيانات التي يريدون إضافتها حتى ينتجوا حلا محددا.

التجزئة هي سلسلة عشوائية على ما يبدو من الأحرف والأرقام التي يتم إنشاؤها عند تشغيل البيانات من خلال دالة التجزئة. ولكن، إذا قمت بتشغيل نفس البيانات من خلالها مرة أخرى، فسوف ينتهي بك الأمر دائما بنفس المخرجات. قم بتغيير حتى تفاصيل واحدة وستكون التجزئة الخاصة بك مختلفة تماما.

بالنظر إلى الإخراج، لا يمكنك معرفة المعلومات التي تم إدخالها في الوظيفة. لذلك فهي مفيدة لإثبات أنك كنت تعرف جزءا من البيانات قبل وقت معين. يمكنك إعطاء شخص ما التجزئة الخاصة به وعندما تكشف لاحقا عن البيانات يمكن لهذا الشخص تشغيلها من خلال الوظيفة للتأكد من أن الإخراج هو نفسه.

في إثبات العمل يحدد البروتوكول شروطاً لما يجعل الكتلة صالحة. قد تقول، على سبيل المثال فقط الكتلة التي تبدأ تجزئتها ب 00 ستكون صالحة. الطريقة الوحيدة لعامل المنجم لإنشاء واحدة تتطابق مع هذه المجموعة هي مدخلات القوة. يمكنهم تعديل معلمة في بياناتهم لإنتاج نتيجة مختلفة لكل تخمين حتى يحصلوا على التجزئة الصحيحة.

مع سلاسل الكتل الرئيسية، يتم تعيين الشريط مرتفعا بشكل لا يصدق. للتنافس مع عمال المناجم الآخرين، ستحتاج إلى مستودع مليء بأجهزة التجزئة الخاصة (ASICs) لتكون في فرصة لإنتاج كتلة صالحة.

حصتك، عند التعدين هي تكلفة هذه الآلات والكهرباء اللازمة لتشغيلها. تم تصميم ASICs لغرض واحد، لذلك ليس لها أي استخدام في التطبيقات خارج تعدين العملات المشفرة. طريقتك الوحيدة لاسترداد استثمارك الأولي هي التعدين، مما ينتج عنه مكافأة كبيرة إذا نجحت في إضافة كتلة جديدة إلى البلوكتشين.

من التافه أن تتحقق الشبكة من أنك قمت بالفعل بإنشاء الكتلة الصحيحة. حتى إذا كنت قد جربت تريليونات من المجموعات للحصول على التجزئة الصحيحة، فإنها تحتاج فقط إلى تشغيل بياناتك من خلال وظيفة مرة واحدة. إذا كانت بياناتك تنتج تجزئة صالحة، وستحصل على مكافأة. وبالتالي سترفضها الشبكة، وستكون قد أهدرت الوقت والكهرباء من أجل لا شيء.

إثبات الحصة (PoS)

تم اقتراح إثبات الحصة (PoS) في الأيام الأولى للبيتكوين كبديل لإثبات العمل. في نظام PoS، لا يوجد مفهوم لعمال المناجم أو الأجهزة المتخصصة أو الاستهلاك الهائل للطاقة. كل ما تحتاجه هو جهاز كمبيوتر عادي.

ما زلت بحاجة إلى وضع بعض الجلد في اللعبة. في PoS، لا تقدم موردا خارجيا (مثل الكهرباء أو الأجهزة)، ولكن مورداً داخلياً عملة مشفرة. تختلف القواعد مع كل بروتوكول، ولكن هناك بشكل عام حد أدنى من الأموال التي يجب أن تحتفظ بها لتكون مؤهلاً للتخزين.

من هناك يمكنك حفظ أموالك في محفظة (لا يمكن نقلها أثناء التخزين). ستتفق عادة مع المدققين الآخرين على المعاملات التي ستدخل في الكتلة التالية. بمعنى ما أنت تراهن على الكتلة التي سيتم تحديدها وسيختار البروتوكول واحدة.

إذا تم تحديد الكتلة الخاصة بك فستتلقى نسبة من رسوم المعاملة اعتماداً على حصتك. كلما زاد عدد الأموال التي قمت بحجزها زادت أرباحك. ولكن إذا حاولت الغش من خلال اقتراح معاملات غير صالحة فستفقد جزءا (أو كل) حصتك. لذلك لدينا آلية مماثلة لإثبات العمل و التصرف بصدق أكثر ربحية من التصرف بطريقة غير شرعية.

بشكل عام لا توجد عملات معدنية تم إنشاؤها حديثا كجزء من مكافأة المدققين. وبالتالي يجب إصدار العملة الأصلية للبلوكتشين بطريقة أخرى. يمكن القيام بذلك إما عن طريق التوزيع الأولي (أي ICO أو IEO) أو عن طريق تشغيل البروتوكول باستخدام PoW قبل الانتقال لاحقا إلى PoS.

حتى الآن تم نشر إثبات الحصة الخالص فقط في العملات المشفرة الأصغر. لذلك، من غير الواضح ما إذا كان يمكن أن يكون بمثابة بديل قابل للتطبيق لإثبات العمل. في حين أنه يبدو سليما من الناحية النظرية، إلا أنه سيكون مختلفا تماما في التطبيق.

بمجرد طرح PoS على شبكة ذات قيمة كبيرة، يصبح النظام ملعباً لنظرية اللعبة والحوافز المالية. من المحتمل أن يقوم أي شخص لديه المعرفة الفنية “لاختراق” نظام PoS بذلك فقط إذا كان بإمكانه الاستفادة منه وبالتالي، فإن الطريقة الوحيدة لمعرفة ما إذا كان ذلك ممكناً هي على شبكة مباشرة.

سنرى قريبا اختبار PoS على نطاق واسع سيتم تنفيذ Casper كجزء من سلسلة من الترقيات لشبكة الإيثيريوم (المعروفة مجتمعة باسم إيثيريوم 2.0).

اقرأ أيضاً: تعرف إلى آلة الإيثيريوم الإفتراضية والسلاسل المتوافقة معها