اجماع الگوریتم بلاک چین چیست؟

جدیدترین آپدیت 2021

معرفی

الگوریتم اجماع مکانیزمی است که به کاربران یا ماشین ها اجازه می دهد تا در یک محیط توزیع شده هماهنگ شوند. لازم است اطمینان حاصل شود که همه نمایندگان سیستم می توانند در مورد یک منبع حقیقت توافق کنند ، حتی اگر برخی از عوامل شکست بخورند. به عبارت دیگر ، سیستم باید مقاوم در برابر خطا باشد (همچنین نگاه کنید به: تحمل گسل بیزانس توضیح داده شده است ).

در تنظیمات متمرکز ، یک موجودیت واحد بر سیستم کنترل دارد. در بیشتر موارد ، آنها می توانند تغییرات دلخواه را اعمال کنند و هیچ سیستم حکومتی پیچیده ای برای دستیابی به اجماع بین بسیاری از مدیران وجود ندارد.

اما در یک تنظیم غیر متمرکز ، یک داستان کاملاً متفاوت است ، غلبه بر این چالش در محیطی که غریبه ها به یکدیگر اعتماد ندارند ، شاید مهمترین پیشرفتی بود که راه را برای بلاک چین هموار کرد همین موضوع است . در این مقاله ، نگاهی خواهیم انداخت به اینکه چگونه اجماع الگوریتم های بلاکچین برای عملکرد ارزهای دیجیتال و دفاتر توزیع شده حیاتی هستند.

الگوریتم های اجماع و ارز رمزنگاری شده

در ارزهای رمزنگاری شده ، موجودی کاربران در پایگاه داده – بلاک چین ثبت می شود . ضروری است که همه (یا به طور دقیق تر ، هر گره ) یک کپی یکسان از پایگاه داده داشته باشند. در غیر این صورت ، به زودی با اطلاعات متناقضی روبرو می شوید و کل هدف شبکه رمزنگاری را تضعیف می کنید.

رمزنگاری کلید عمومی تضمین می کند که کاربران نمی توانند سکه های یکدیگر را خرج کنند . اما هنوز باید یک منبع حقیقتی وجود داشته باشد که مشارکت کنندگان شبکه به آن تکیه کنند تا بتواند تعیین کند که آیا بودجه قبلاً هزینه شده است یا خیر.

ساتوشی ناکاموتو ، خالق بیت کوین ، یک سیستم اثبات کار را برای هماهنگی شرکت کنندگان پیشنهاد کرد. که در حال حاضر ، برخی از ویژگی های مشترک الگوریتم های اجماع موجود را شناسایی می کنیم.

در مرحله اول ، ما نیاز داریم که کاربرانی که مایل به اضافه کردن بلوک ها هستند ، سهمی را ارائه دهند . سهم نوعی ارزش است که اعتبارسنج باید ارائه دهد ، که آنها را از رفتار ناشایست منصرف می کند. اگر آنها تقلب کنند ، سهم خود را از دست می دهند. به عنوان مثال می توان به قدرت محاسباتی ، ارز رمزنگاری شده یا حتی شهرت اشاره کرد.

چرا آنها زحمت به خطر انداختن منابع خود را می کشند؟ خوب ، پاداشی نیز در دسترس است. این معمولاً از رمزنگاری بومی پروتکل تشکیل شده است و شامل هزینه هایی است که توسط سایر کاربران ، واحدهای رمزنگاری تازه تولید شده یا هر دو پرداخت می شود.

آخرین چیزی که نیاز داریم شفافیت است . ما باید بتوانیم تشخیص دهیم که کسی در حال تقلب است. در حالت ایده آل ، تولید بلوک برای آنها گران تمام می شود ، اما اعتبار آن برای هرکسی ارزان است. این اطمینان می دهد که اعتبارسنج ها توسط کاربران عادی کنترل می شوند.

اجماع الگوریتم بلاک چین چیست؟

انواع الگوریتم های اجماع

اثبات کار (PoW)

اثبات کار (PoW) پدرخوانده الگوریتم های اجماع بلاک چین است. اولین بار در بیت کوین اجرا شد ، اما مفهوم واقعی آن مدتی است که مطرح شده است. در اثبات کار، تعیین اعتبار (به عنوان کارگران معدن )

هش یک رشته به ظاهر تصادفی از حروف و اعداد که هنگام ایجاد ؛ داده از طریق یک تابع هش است. اما اگر دوباره داده های مشابه را از طریق آن اجرا کنید ، همیشه خروجی یکسانی خواهید داشت. هر چند حتی یک جزئیات را تغییر دهید و هش شما کاملاً متفاوت خواهد بود.

با نگاه کردن به خروجی ، نمی توانید بگویید چه اطلاعاتی در تابع وارد شده است. بنابراین آنها برای اثبات این که شما قبل از زمان معینی اطلاعاتی را می دانستید مفید هستند. می توانید هش آن را به کسی بدهید و وقتی بعداً داده ها را فاش کردید ، آن شخص می تواند آن را از طریق تابع اجرا کند تا مطمئن شود خروجی یکسان است.

در اثبات کار ، پروتکل شرایطی را تعیین می کند که باعث می شود بلاک معتبر باشد. به عنوان مثال ، ممکن است فقط یک بلوک که هش آن با 00 شروع می شود معتبر باشد . تنها راهی که ماینر برای ایجاد ترکیبی با این ترکیب ایجاد می کند این است که ورودی های brute-force را وارد کند. آنها می توانند پارامتری را در داده های خود تغییر دهند تا برای هر حدس نتیجه متفاوتی تولید کنند تا زمانی که به هش مناسب دست پیدا کنند.

با استفاده از بلاکچین های بزرگ ، سطح فوق العاده بالا است. برای رقابت با سایر معدنچیان ، شما نیاز به یک انبار دارید که دارای سخت افزار ویژه هش ( ASIC ) است تا بتوانید یک بلوک معتبر تولید کنید.

سهم شما ، هنگام استخراج ، هزینه این ماشین ها و برق مورد نیاز برای کار آنها است. ASIC ها برای یک منظور ساخته شده اند ، بنابراین در برنامه های خارج از استخراج ارزهای رمزنگاری شده کاربردی ندارند . تنها راه شما برای جبران سرمایه گذاری اولیه این است که سرمایه گذاری کنید ، در صورتی که یک بلوک جدید را با موفقیت به بلاک چین اضافه کنید ، پاداش قابل توجهی به همراه خواهد داشت.

این برای شبکه بی اهمیت است که تأیید کند که شما واقعاً بلوک مناسب را ایجاد کرده اید. حتی اگر تریلیون ها ترکیب را برای به دست آوردن هش مناسب امتحان کرده اید ، آنها فقط باید داده های شما را یک بار از طریق یک تابع اجرا کنند. اگر داده های شما یک هش معتبر ایجاد کند ، پذیرفته می شود و پاداشی دریافت خواهید کرد. در غیر این صورت ، شبکه آن را رد می کند و شما زمان و برق خود را بیهوده هدر داده اید.

اثبات سهام (PoS)

اثبات سهام (PoS) در روزهای اولیه بیت کوین به عنوان جایگزینی برای اثبات کار پیشنهاد شد. در سیستم PoS ، هیچ مفهومی از معدن چیان ، سخت افزار تخصصی یا مصرف زیاد انرژی وجود ندارد. تنها چیزی که نیاز دارید یک کامپیوتر معمولی است.

در PoS ، شما یک منبع خارجی (مانند برق یا سخت افزار) را ارائه نمی دهید ، بلکه یک منبع داخلی ، ارز رمزنگاری شده است. قوانین با هر پروتکل متفاوت است، اما به طور کلی یک مقدار حداقل از وجوه شما باید نگهداری شود و به واجد شرایط برای وجود دارد.

از آنجا ، شما وجوه خود را در یک کیف پول قفل می کنید (در حالی که شما در حال واریز هستید نمی توان آنها را جابجا کرد). شما معمولاً با سایر اعتبارسنجان در مورد تراکنش هایی که در بلاک بعدی انجام می شود موافقت می کنید. به یک معنا ، شما روی بلوکی که انتخاب می شود شرط بندی می کنید و پروتکل یکی را انتخاب می کند.

اگر بلوک شما انتخاب شده باشد ، بسته به سهم خود ، بخشی از هزینه تراکنش را دریافت خواهید کرد. هرچه بودجه بیشتری بسته باشید ، سود بیشتری برای به دست آوردن خواهید داشت. اما اگر با پیشنهاد تراکنش های نامعتبر اقدام به تقلب کنید ، بخشی (یا تمام) سهام خود را از دست خواهید داد. بنابراین ، ما مکانیسم مشابهی با PoW داریم و صادقانه عمل کردن سودآورتر از عمل غیر صادقانه است .

به طور کلی ، سکه های تازه ایجاد شده به عنوان بخشی از پاداش اعتبارسنجان وجود ندارد. بنابراین ارز اصلی بلاک چین باید به روش دیگری صادر شود. این را می توان از طریق توزیع اولیه (یعنی ICO یا IEO ) یا با راه اندازی پروتکل با PoW قبل از انتقال بعدی به PoS انجام داد.

تا به امروز ، Proof of Stake صرفاً در ارزهای رمزنگاری شده کوچکتر به کار گرفته شده است. بنابراین ، مشخص نیست که آیا می تواند به عنوان جایگزینی مناسب برای PoW عمل کند یا خیر. در حالی که از نظر نظری سالم به نظر می رسد ، اما در عمل بسیار متفاوت خواهد بود.

هنگامی که PoS روی شبکه ای با ارزش زیاد راه اندازی می شود ، سیستم به میدان بازی تئوری بازی و مشوق های مالی تبدیل می شود . هرکسی که مهارت “هک” یک سیستم PoS را داشته باشد احتمالاً تنها در صورت استفاده از آن می تواند این کار را انجام دهد-بنابراین ، تنها راه برای اطلاع از امکان پذیر بودن آن در یک شبکه زنده است.

بزودی شاهد آزمایش PoS در مقیاس بزرگ خواهیم بود ؛ Casper به عنوان بخشی از یک سری ارتقاء در شبکه اتریوم (که در مجموع با نام Ethereum 2.0 شناخته می شود ) اجرا می شود.

اجماع الگوریتم بلاک چین چیست؟

سایر الگوریتم های اجماع

اثبات کار و اثبات سهام بیشترین الگوریتم های اجماعی مورد بحث هستند. اما طیف گسترده ای از انواع دیگر وجود دارد که همه مزایا و معایب خاص خود را دارند. مقالات زیر را بررسی کنید:

کلام پایانی

مکانیسم های دستیابی به اجماع برای عملکرد سیستم های توزیع شده حیاتی هستند . بسیاری معتقدند که بزرگترین نوآوری در بیت کوین استفاده از Proof of Work بود تا کاربران بتوانند بر سر مجموعه ای از حقایق به توافق برسند.

الگوریتم های اجماعی امروزه نه تنها از سیستم های پول دیجیتال بلکه از بلاک چین ها پشتیبانی می کنند که به توسعه دهندگان اجازه می دهد ، کد را در شبکه توزیع شده اجرا کنند. آنها در حال حاضر سنگ بنای فناوری بلاک چین هستند و برای ماندگاری طولانی مدت شبکه های مختلف موجود بسیار مهم هستند. از بین همه الگوریتم های اجماع ، اثبات کار همچنان پیشنهاد اصلی است. جایگزینی که قابل اطمینان تر و ایمن تر است هنوز پیشنهاد نشده است. با این اوصاف ، تحقیقات و توسعه فوق العاده ای در زمینه جایگزینی PoW وجود دارد و احتمالاً در سالهای آینده شاهد تعداد بیشتری از آنها خواهیم بود.