مکانیسم اجماع چیست؟

فناوری بلاک چین نشان‌دهنده یک سیستم پایگاه داده غیرمتمرکز است که هدف آن ثبت، ذخیره و تسهیل معاملات ارزش در غیاب یک نهاد مرکزی است. اساس آن بر شبکه ای از گره های پراکنده استوار است که هر کدام نقشی محوری در احراز هویت و پردازش تراکنش ها در قلمرو دیجیتالی مشترک خود دارند. با توجه به ماهیت غیرمتمرکز، برای سیستم ضروری است که یک پروتکل تخصصی را برای اطمینان از عملکرد هماهنگ این گره‌ها، تایید و احراز هویت فعالیت‌های تراکنش‌های قانونی، ترکیب کند. این پروتکل بنیادی که به عنوان مکانیزم اجماع شناخته می شود، نه تنها بر جریان عملیاتی اصلی بلاک چین ها حاکم است، بلکه بر پویایی اقتصادی و پارادایم های امنیتی آن نیز تأثیر می گذارد.

در حالی که سیستم‌های سنتی مانند اثبات کار بیت‌کوین به مهارت محاسباتی برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها نیاز دارند، رویکردهای مدرن‌تر مانند مدل اثبات سهام اتریوم از طرح پاداش و جریمه برای تضمین تقدس شبکه استفاده می‌کنند. ماهیت این مکانیسم ها ارائه چشم اندازی قابل اعتماد، هماهنگ و پذیرفته شده جهانی از تاریخچه تراکنش در سراسر شبکه است.

چالش ذاتی توسعه‌دهندگان بلاک چین در ایجاد تعادل هماهنگ بین مقیاس‌پذیری، تمرکززدایی و امنیت نهفته است – سه ویژگی محوری که توسط بنیانگذار اتریوم، ویتالیک بوترین ، به‌عنوان « تری‌لما بلاک‌چین » برجسته شده‌اند. پرداختن به این سه‌گانه یک وظیفه پویا است که شبکه‌های مختلف را به نوآوری و ابداع مکانیسم‌های اجماع در راستای اهداف متمایز و فلسفه‌های عملیاتی سوق می‌دهد. فراتر از سیستم‌های رایج PoW و PoS، تعداد بی‌شماری از انواع اجماع وجود دارد که هر کدام برای نیازهای ظریف شبکه‌های مربوطه خود طراحی شده‌اند.

چرا اجماع مهم است

در آیه رمزنگاری، هدف اصلی مکانیزم اجماع، بازدارندگی نهادهای مخرب از درگیر شدن در فعالیت‌های کلاه‌برانگیز است که «خرج‌های مضاعف» نمونه‌ای بدنام است.

الکس را در نظر بگیرید، بازیگر فرضی بد ما، که با ارسال 10 توکن به آنا، تلاش می‌کند از سیستم سوء استفاده کند و متعاقباً با استفاده از همان 10 توکن، با جان، همان معامله را انجام می‌دهد. نقطه اصلی یکپارچگی بلاک چین توانایی آن در ردیابی مداوم و شفاف مالکیت دارایی است. اگر اجماع مؤثر حفظ شود، جان بلافاصله متوجه می‌شود که الکس قبلاً آن توکن‌ها را به آنا منتقل کرده است و تراکنش دوم را نامعتبر می‌کند.

برای یک حمله موفقیت آمیز « دوبار خرج کردن »، یک موجود مخرب باید گره ها را دستکاری کند تا تاریخچه تراکنش تقلبی را بپذیرد، جایی که تراکنش الکس با آنا هرگز اتفاق نیفتاد.

مکانیسم‌های اجماع، سیستم را در برابر چنین تلاش‌های متقلبانه‌ای تقویت می‌کنند، و پیشنهاد یک بلوک جدید از تراکنش‌ها را به یک وظیفه پر منابع تبدیل می‌کنند و در نتیجه از هرگونه تلاش فریبکارانه جلوگیری می‌کنند. علاوه بر این، این مکانیسم‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به گره‌هایی که بلوک‌های واقعی را پیشنهاد می‌کنند، پاداش می‌دهند، که معتقدند شبکه آن‌ها را تأیید می‌کند. چنین پاداش‌هایی نه تنها باعث ایجاد انگیزه رفتار خوب می‌شوند، بلکه اعتماد را در میان شرکت‌کنندگان شبکه تقویت می‌کنند.

با توجه به اینکه اکثر شرکت‌کنندگان به نفع شبکه عمل می‌کنند، تلاش‌های دستکاری نهادهایی مانند الکس خنثی می‌شود و از یکپارچگی بلاک چین و صحت تاریخچه تراکنش‌های آن اطمینان حاصل می‌شود.

اجماع چگونه کار می کند

در دنیای فناوری بلاک چین، دستیابی به اجماع نقشی اساسی در حفظ یکپارچگی و امنیت سیستم‌های غیرمتمرکز دارد. بلاک چین های اثبات کار ، مانند بیت کوین، برای معرفی مجموعه جدیدی از تراکنش ها که به عنوان بلوک نامیده می شود، به مقادیر زیادی انرژی، سخت افزار پیچیده و قدرت محاسباتی عظیم نیاز دارند. در اینجا، گره‌ها، که به عنوان ماینرها شناخته می‌شوند، در یک مسابقه رقابتی برای تولید یک عدد تصادفی برای باز کردن قفل بلوک بعدی هستند. استخراج‌کننده‌ای که با موفقیت به این عدد برسد، امتیاز اضافه کردن بلوک بعدی به زنجیره را دریافت می‌کند و برای تلاش‌های محاسباتی‌اش پاداش دریافت می‌کند. کل این فرآیند گواهی بر توانایی محاسباتی آنهاست که به شدت به سخت افزار قوی و مصرف زیاد برق وابسته است.

از سوی دیگر، بلاک چین های Proof-of-Stake کمی متفاوت عمل می کنند. به جای رقابت از طریق توان محاسباتی، گره‌ها در این سیستم که به عنوان اعتبار سنجی نامیده می‌شوند، باید مقدار مشخصی از توکن اصلی بلاک چین را که به عنوان سهام آنها عمل می‌کند، واریز کنند. هر چه یک اعتبارسنجی توکن‌های بیشتری را به اشتراک بگذارد، شانس بیشتری برای انتخاب شدن برای پیشنهاد بلوک جدید و کسب پاداش دارد. با این حال، اعتبار سنجی هایی که اشتباه می کنند ممکن است با جریمه هایی روبرو شوند یا حتی از فرآیند اعتبار سنجی حذف شوند.

گره ها نقش اساسی در این مکانیسم های اجماع دارند. آنها داده های تراکنش های معلق را ارزیابی می کنند و پس از ارجاع متقابل با سوابق خود، وضعیت تأیید یا رد را منتقل می کنند. به عنوان مثال، اگر فردی بخواهد تراکنشی را با سکه‌های مصرف‌شده قبلی انجام دهد، اکثر گره‌ها این کار را در مقابل دفتر کل تغییرناپذیر خود رد می‌کنند و از قابلیت اطمینان و دقت سیستم اطمینان حاصل می‌کنند.

علاوه بر این، اگر هر گره ای تصمیم بگیرد رکورد ایجاد شده را به چالش بکشد، باید فراخوانی در سطح شبکه را فراخوانی کند. یک تراکنش تنها در صورتی می تواند تایید، توزیع و به صورت غیرقابل حذف در بلاک چین ثبت شود که بیش از دو سوم گره ها موافق باشند.

نیک رنگا ، یک تحلیلگر ارشد در حوزه ارزهای دیجیتال، این مفهوم را با بیان این که "اجماع" در بلاک چین معادل توافق جمعی بین شرکت کنندگان آن است، ساده می کند. این رویکرد غیرمتمرکز به شدت در تضاد با نهادهای متمرکز سنتی مانند بانک ها است که دارای نهادهای معتبر برای تصمیم گیری هستند. در دنیای غیرمتمرکز ارزهای دیجیتال، این مکانیسم‌های اجماع، همه شرکت‌کنندگان را تحت کنترل خود نگه می‌دارند و تضمین می‌کنند که هر تراکنش به‌طور کامل بررسی می‌شود.

همانطور که زیشان عارف ، یک کارآفرین فناوری، به درستی بیان می‌کند، مکانیسم‌های اجماع را می‌توان با قوانین بازی تخته‌ای تشبیه کرد، جایی که همه شرکت‌کنندگان باید در مورد عادلانه بودن گیم‌پلی توافق کنند. همانطور که نمی‌توان خودسرانه قوانین را در یک بازی رومیزی تغییر داد، گره‌ها در بلاک چین نیز نمی‌توانند مالکیت توکن‌ها را بدون موافقت اکثریت سایر شرکت‌کنندگان شبکه تغییر دهند.

انواع مکانیسم های اجماع

در چشم انداز ارزهای دیجیتال در حال تحول، قلب کارایی، قابلیت اطمینان و دموکراتیزه شدن یک شبکه در مکانیسم اجماع آن نهفته است. این مکانیسم ها به عنوان ستون فقرات عمل می کنند و تعیین می کنند که چگونه تراکنش ها اعتبارسنجی می شوند و چگونه بلوک های جدید به زنجیره بلوک اضافه می شوند.

اثبات کار (PoW) :
- بررسی اجمالی: PoW بر مبنای رقابتی عمل می کند که در آن استخراج کنندگان از قدرت محاسباتی برای حل مسائل پیچیده ریاضی و اعتبارسنجی بلوک های تراکنش استفاده می کنند.
- مزایا و معایب: در حالی که PoW امنیت بالا و پذیرش گسترده ای را ارائه می دهد، انتقادات قابل توجهی را به دلیل مصرف گسترده انرژی خود که نگرانی های زیست محیطی دارد، به دنبال دارد. این مکانیسم پشت بیت کوین، پیشگام ارزهای دیجیتال غیرمتمرکز است.
اثبات سهام (PoS) :
- بررسی اجمالی: در PoS، امتیاز اعتبارسنجی و ایجاد بلاک ها متناسب با دارایی های ارز دیجیتال شخص است. اساساً، هرچه بیشتر "سهام" داشته باشید، بیشتر بر شبکه تأثیر می گذارید.
- مزایا: در مقایسه با PoW از نظر انرژی کارآمد است و به نگه داشتن ارز دیجیتال انگیزه می دهد و باعث ثبات می شود.
اثبات فعالیت (PoA) :
- بررسی اجمالی: ترکیبی نوآورانه از PoW و PoS، شرکت‌کنندگان PoA هم توکن‌های ماین و هم سهام را برای اعتبارسنجی بلوک‌ها استخراج می‌کنند.
- ویژگی های متمایز: پاداش های استخراج معرفی می شوند، اما بلوک ها در ابتدا جزئیات تراکنش را حذف می کنند. در عوض، عناوین تراکنش‌ها را تعبیه کرده و آدرس‌های پاداش را مسدود می‌کنند. اعتبارسنجی‌ها سپس با استفاده از این اطلاعات تعبیه‌شده به‌طور تصادفی انتخاب می‌شوند و این مکانیسم را به ویژه در برابر حملات مقاوم می‌کنند.
اثبات صلاحیت :
- بررسی اجمالی: نهادهای منتخب و معتبر، اغلب سرمایه گذاران اصلی یا شرکای استراتژیک، به عنوان تایید کننده تراکنش ها عمل می کنند.
- بحث متمرکزسازی: اگرچه به سمت تمرکز گرایش دارد، اما مقیاس پذیری آن یک مزیت قابل توجه است، به ویژه برای بلاک چین های خصوصی یا کنسرسیومی، که تمرکززدایی دغدغه اصلی نیست.
اثبات سوختگی (PoB) :
- بررسی اجمالی: ماینرها عمدا توکن ها را نابود می کنند و حق اعتبارسنجی بلوک ها را به دست می آورند. عمل «سوزاندن» به معنای تعهد است.
- نگرانی های انرژی: یک مزیت برجسته صرفه جویی در انرژی آن است که از نیازهای انرژی PoW دور می شود.
اثبات ظرفیت (PoC) :
- بررسی اجمالی: PoC با تأکید بر فضای ذخیره‌سازی به جای قدرت محاسباتی، حقوق استخراج را بر اساس فضای ذخیره‌سازی ارائه می‌دهد.
- لبه محیطی: این یک جایگزین سبزتر است که از ناکارآمدی های انرژی معمول سیستم های PoW کلاسیک جلوگیری می کند.
اثبات مشارکت :
- نمای کلی: این مکانیسم بر اساس مشارکت فعال در شبکه، ارزیابی و پاداش می‌دهد. این تلفیقی از شهرت، مشارکت تاریخی و سهام است.
- محاسبات روی زنجیره: برای این مکانیسم منحصر به فرد، اقدامات روی زنجیره نیاز به سپرده امنیتی دارد که بر ترکیب اعتماد و شفافیت تأکید دارد.
اثبات تاریخ (PoH) :
- نمای کلی: یک مکانیسم متمایز که یک رکورد زمانی را برای تعیین دقیق زمان وقوع هر تراکنش تعبیه می کند و شفافیت تراکنش را افزایش می دهد.
- عملکرد: زمان تایید سریع‌تر را بدون به خطر انداختن امنیت، تضمین می‌کند که تعادل هماهنگ بین کارایی و ایمنی را تضمین می‌کند.
اثبات اهمیت (PoI) :
- بررسی اجمالی: نسخه تکامل یافته PoS، عوامل PoI در مشارکت های کل نگر به شبکه، نه فقط سرمایه گذاری سرمایه.
- پویایی شبکه: این مکانیسم از فورک های بلاک چین جلوگیری می کند و توزیع یکنواخت تر قدرت و نفوذ را تضمین می کند.
اثبات ذخیره سازی و انواع آن :
- بررسی اجمالی: این مکانیسم برای شبکه‌های ذخیره‌سازی داده غیرمتمرکز ضروری است، مشارکت‌های مبتنی بر پیشنهادهای ذخیره‌سازی داده واقعی را تأیید می‌کند.
- نوآوری های Filecoin: Filecoin از انواع فرعی منحصر به فرد، یعنی Proof of Replication و Proof of Spacetime استفاده می کند تا از تعهد مستمر به ذخیره سازی داده اطمینان حاصل کند.

برای هر کسی که عمیقاً در دنیای ارزهای دیجیتال و فناوری بلاک چین غواصی می کند، درک صحیح این مکانیسم های اجماع ضروری است. آنها پویایی داخلی پلتفرم های مختلف، پتانسیل مقیاس پذیری آنها، پارامترهای امنیتی و اخلاقیات هر شبکه را روشن می کنند.

لطفا توجه داشته باشید که Plisio همچنین به شما پیشنهاد می دهد:

فاکتورهای رمزنگاری را با 2 کلیک ایجاد کنید and اهدای کریپتو را بپذیرید

12 ادغام ها

6 کتابخانه های محبوب ترین زبان های برنامه نویسی

19 ارز دیجیتال و 12 بلاک چین