ทัวริงเสร็จสมบูรณ์

แนวคิดของความสมบูรณ์ของทัวริงมักถูกกล่าวถึงในวิศวกรรมซอฟต์แวร์ ซึ่งอาจบ่อยเกินกว่าที่ใครจะคาดคิดได้ ดูเหมือนว่าจะมีความสับสนเกี่ยวกับสิ่งที่ทำให้ทัวริงสมบูรณ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริบทของวิศวกรรมซอฟต์แวร์

ความสมบูรณ์ของทัวริงเป็นคุณลักษณะที่เกิดจากระบบการคำนวณ ซึ่งบ่งบอกว่าระบบมีพลังในการคำนวณแบบเดียวกับเครื่องทัวริง แต่สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไรจริงๆ? มาเจาะลึกแนวคิดนี้กันดีกว่า

ระบบที่เป็น Turing Complete คือระบบที่ให้เวลาและหน่วยความจำเพียงพอ พร้อมด้วยคำแนะนำที่จำเป็น ทำให้มีความสามารถในการแก้ไขปัญหาทางการคำนวณใดๆ ก็ตาม โดยไม่คำนึงถึงความซับซ้อน คำนี้ใช้กันโดยทั่วไปกับภาษาโปรแกรมสมัยใหม่ เนื่องจากภาษาส่วนใหญ่ รวมถึง C++, Python, JavaScript และอื่นๆ เป็นแบบ Turing Complete ซึ่งหมายความว่าภาษาเหล่านี้สามารถใช้อัลกอริทึมใดๆ ก็ตามในทางทฤษฎีได้ หากได้รับทรัพยากรและคำแนะนำที่จำเป็น

ความสมบูรณ์ของทัวริงคืออะไร?

ความสมบูรณ์ของทัวริงเป็นแนวคิดพื้นฐานในขอบเขตของการคำนวณ ซึ่งเริ่มแรกกำหนดโดยอลัน ทัวริง อธิบายความสามารถของเครื่องคอมพิวเตอร์บางเครื่องในการทำงานใดๆ ที่คอมพิวเตอร์เครื่องใดก็ได้สามารถทำได้ หลักการนี้เป็นศูนย์กลางในการพัฒนาซอฟต์แวร์และแอปพลิเคชัน ทำให้สามารถเขียนโค้ดได้โดยไม่ต้องมีการตรวจสอบฟังก์ชันการทำงานล่วงหน้า หมายความว่าโปรแกรมเมอร์สามารถเขียนโปรแกรมโดยไม่ต้องกังวลกับข้อจำกัดในการดำเนินการ

คำนี้มาจากเครื่องจักรทัวริง ซึ่งเป็นแบบจำลองทางทฤษฎีที่สร้างขึ้นโดยนักคณิตศาสตร์และนักเข้ารหัสชาวอังกฤษ อลัน ทัวริง แม้ว่าจะไม่ใช่อุปกรณ์ทางกายภาพ แต่เครื่องจักรทัวริงก็เป็นแนวคิดทางคณิตศาสตร์ที่สำคัญ ตามทฤษฎีแล้ว มันสามารถแก้ปัญหาใดๆ ก็ตามที่สามารถคำนวณได้ โดยจะต้องมีเวลาและหน่วยความจำเพียงพอ หากระบบสามารถจำลองการทำงานของเครื่องทัวริงได้ จะถือว่าทัวริงสมบูรณ์

ภาษาโปรแกรมสมัยใหม่ส่วนใหญ่ เช่น Solidity, Python, C++ และ Java นั้นเป็นภาษาทัวริงที่สมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าภาษาเหล่านี้สามารถจำลองการทำงานของเครื่องทัวริงได้ สิ่งนี้แตกต่างกับระบบทัวริงที่ไม่สมบูรณ์ เช่น เครื่องคิดเลขธรรมดาซึ่งจำกัดเฉพาะงานเฉพาะ

แนวคิดของความสมบูรณ์ของทัวริงมีผลกระทบอย่างมากต่อเทคโนโลยีบล็อกเชน ตัวอย่างเช่น ความสมบูรณ์ของทัวริงของ Ethereum ซึ่งเปิดใช้งานโดยภาษาการเขียนโปรแกรม Solidity และ Ethereum Virtual Machine (EVM) ช่วยให้นักพัฒนาสามารถเขียนและรันโปรแกรมที่ซับซ้อนและมีหลายแง่มุมได้ สิ่งนี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับ Bitcoin ซึ่งภาษาการเขียนโปรแกรมสคริปต์ตั้งใจให้ทัวริงไม่สมบูรณ์ และจำกัดให้ดำเนินการได้ง่ายขึ้นและเฉพาะเจาะจงเท่านั้น

โดยพื้นฐานแล้ว ความสมบูรณ์ของทัวริงเป็นตัวกำหนดขอบเขตความสามารถในการคำนวณของระบบ ยิ่งระบบสามารถดำเนินการด้านการคำนวณได้มากเท่าใด ทัวริงก็จะยิ่งสมบูรณ์มากขึ้นเท่านั้น ความแตกต่างนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจช่วงและความซับซ้อนของงานที่สามารถดำเนินการได้ในแพลตฟอร์มบล็อกเชนที่แตกต่างกัน

ทัวริงสมบูรณ์หมายถึงอะไรใน Blockchain?

โดยทั่วไปแล้ว คุณลักษณะต่อไปนี้จะกำหนดความสมบูรณ์ของทัวริง:

Logical Loops : สิ่งนี้นำมาซึ่งความสามารถของระบบในการรันฟังก์ชันหรือชุดคำสั่งซ้ำ ๆ
การดำเนินการอินพุต/เอาต์พุต : ความสามารถของระบบในการอ่านและเขียนข้อมูล ซึ่งหมายความว่าระบบสามารถประมวลผลอินพุตและสร้างเอาต์พุตตามข้อมูลนี้ได้
พลังการคำนวณ : ระบบจะต้องสามารถคำนวณปัญหาใดๆ ที่เครื่องทัวริงสามารถแก้ไขได้
การแตกแขนงแบบมีเงื่อนไข : การดำเนินการของระบบอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับค่าข้อมูลที่ระบบประมวลผล

ในบริบทของบล็อกเชน สิ่งที่ตรงตามเกณฑ์เหล่านี้จะถือว่าทัวริงสมบูรณ์ นี่หมายความว่าภาษาโปรแกรมที่ใช้ในการพัฒนาสัญญาอัจฉริยะบนบล็อกเชนเหล่านี้สามารถจัดการกับความท้าทายด้านการคำนวณได้ ยกตัวอย่าง Ethereum: ใช้ Solidity สำหรับการเข้ารหัสดั้งเดิมและสัญญาอัจฉริยะ ความสามารถนี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับบล็อกเชนในการทำความเข้าใจและนำเงื่อนไขของ สัญญาอัจฉริยะ ไปใช้ แม้กระทั่งสิ่งที่อาจเกิดขึ้นในอนาคต โดยพื้นฐานแล้ว ความสมบูรณ์ของทัวริงของ Ethereum ทำให้สามารถดำเนินงานได้เกือบทุกงาน โดยได้รับคำแนะนำที่ถูกต้องและทรัพยากรที่เพียงพอ เช่น เวลาและพลังในการคำนวณ

ในทางตรงกันข้าม ภาษาสคริปต์ของ Bitcoin หรือที่เรียกว่าสคริปต์ ไม่ตรงตามเกณฑ์สำหรับความสมบูรณ์ของทัวริง สคริปต์ได้รับการออกแบบอย่างจงใจเพื่อจัดการฟังก์ชันพื้นฐาน เช่น การถ่ายโอนค่าและการดำเนินการสัญญาอัจฉริยะง่ายๆ หลีกเลี่ยงความสมบูรณ์ของทัวริงเพื่อป้องกันไม่ให้ลูปสร้างภาระมากเกินไปให้กับโหนดของเครือข่าย และเพื่อปกป้องความสมบูรณ์ของเครือข่าย ความสมบูรณ์ของทัวริงใน Bitcoin อาจทำให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยเพิ่มเติมโดยการอนุญาตให้เรียกใช้โค้ดที่กำหนดเอง ซึ่งอาจทำให้เครือข่ายถูกโจมตีประเภทใหม่ ๆ

Ethereum – บล็อกเชนที่สมบูรณ์ของทัวริงตัวแรก

Ethereum กลายเป็นแพลตฟอร์มบล็อกเชนผู้บุกเบิกที่นำเสนอความสมบูรณ์ของทัวริง ปฏิวัติขอบเขตของสัญญาอัจฉริยะและแอปพลิเคชันแบบกระจายอำนาจ (dApps) ความก้าวหน้าครั้งนี้เกิดขึ้นได้จากสององค์ประกอบหลัก:

สัญญาอัจฉริยะใน Solidity : สัญญาอัจฉริยะของ Ethereum สร้างขึ้นโดยใช้ Solidity ซึ่งเป็นภาษาโปรแกรมทัวริงที่สมบูรณ์และอเนกประสงค์ซึ่งปรับแต่งมาสำหรับระบบนิเวศของ Ethereum โดยเฉพาะ
Ethereum Virtual Machine (EVM) : เอ็นจิ้นการคำนวณนี้ดำเนินการสัญญาอัจฉริยะ ซึ่งทำหน้าที่เป็นเอนทิตีทัวริงที่สมบูรณ์

การออกแบบที่แข็งแกร่งของ EVM ช่วยให้สามารถจัดการกับการกำหนดค่าสัญญาอัจฉริยะใดๆ แม้แต่การกำหนดค่าที่ยังไม่ได้กำหนดวัตถุประสงค์ก็ตาม การเปิดตัว Ethereum ในฐานะบล็อกเชนเต็มรูปแบบของ Turing ครั้งแรกนี้ แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าครั้งสำคัญ โดยขยายขอบเขตของเทคโนโลยีบล็อกเชนให้นอกเหนือไปจากแอปพลิเคชันที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ไปสู่ความเป็นไปได้ที่ไร้ขีดจำกัด

แม้ว่าทัวริงจะมีความสมบูรณ์ทางทฤษฎี แต่ Ethereum ก็ต้องเผชิญกับข้อจำกัดในทางปฏิบัติในการใช้งานจริง กลไกการดำเนินงานของบล็อกเชนกำหนดว่าทุกธุรกรรมจะต้องเสีย ค่าธรรมเนียม 'ก๊าซ' ดังนั้น หากสัญญาอัจฉริยะเข้าสู่วงรอบไม่สิ้นสุด ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่เป็นไปได้ในเครื่องจักรของทัวริง จะทำให้การจ่ายก๊าซหมดลงในที่สุด

ข้อจำกัดเกี่ยวกับความสมบูรณ์ของทัวริงของ Ethereum นี้เป็นไปโดยเจตนา การอนุญาตให้สัญญาอัจฉริยะจำนวนมากทำงานในลูปไม่สิ้นสุดนั้นเป็นไปไม่ได้สำหรับเครือข่ายบล็อกเชนสาธารณะที่มีทรัพยากรการประมวลผลจำกัด เพื่อแก้ไขปัญหานี้ Ethereum บังคับใช้ขีดจำกัดก๊าซสำหรับแต่ละธุรกรรม โดยจำกัดพลังการคำนวณสูงสุดที่มีอยู่ ธุรกรรมที่ไม่สามารถสรุปได้ภายในขีดจำกัดนี้จะถูกยกเลิกโดยอัตโนมัติ

อย่างไรก็ตาม เป็นที่น่าสังเกตว่าสัญญาอัจฉริยะของ Ethereum ส่วนใหญ่ไม่ค่อยใช้ประโยชน์จากลูปแบบเรียกซ้ำหรือคุณสมบัติที่ซับซ้อนอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับความสมบูรณ์ของทัวริง แม้ว่าความสามารถนี้จะเน้นย้ำถึงพลังทางทฤษฎีและความเก่งกาจของ Ethereum แต่ในทางปฏิบัติ โครงสร้างสัญญาที่เรียบง่ายกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่าเป็นที่ต้องการสำหรับแอปพลิเคชันส่วนใหญ่ โดยสร้างความสมดุลระหว่างความต้องการฟังก์ชันการทำงานที่ซับซ้อนกับความเป็นจริงของการจัดการทรัพยากรบล็อกเชน

ข้อจำกัดของความสมบูรณ์ของทัวริงในแอปพลิเคชันบล็อคเชน

ความสามารถในการโปรแกรมที่ไร้ขีดจำกัดของระบบทัวริงที่สมบูรณ์ถือเป็นทรัพย์สินที่ยิ่งใหญ่ที่สุด แต่ก็นำเสนอช่องโหว่ที่น่าสังเกตไปพร้อมๆ กัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบล็อกเชนสาธารณะที่โค้ดสามารถเข้าถึงได้อย่างเปิดเผย การเปิดกว้างนี้อาจทำให้โค้ดเกิดการหยุดชะงักต่างๆ เช่น จุดบกพร่องในสัญญาอัจฉริยะ หรือการแสวงหาผลประโยชน์เพื่อวัตถุประสงค์ที่ไม่ได้ตั้งใจ ซึ่งขัดขวางการดำเนินงานที่ตั้งใจไว้ของโปรโตคอล ความสามารถในการตั้งโปรแกรมการคำนวณใดๆ จะสร้างผลลัพธ์ที่เป็นไปได้มากมาย ซึ่งหลายอย่างอาจเป็นเรื่องที่ไม่อาจคาดเดาได้

ในระบบรวมศูนย์ ปัญหาที่ไม่คาดคิดสามารถแก้ไขได้อย่างรวดเร็วโดยบริษัทที่เป็นเจ้าของผ่านแพตช์ทันที ในทางตรงกันข้าม ในระบบที่ใช้บล็อกเชน การยักย้ายที่ไม่คาดฝันอาจทำให้เกิดการรบกวนอย่างมาก ตัวอย่างเช่น หากบุคคลหนึ่งใช้ประโยชน์จากช่องโหว่เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ไม่คาดคิด ก็สามารถนำไปสู่ปัญหาสำคัญได้ ลักษณะการกระจายอำนาจของบล็อคเชนยิ่งทำให้สิ่งนี้ซับซ้อนยิ่งขึ้น เนื่องจากการอัพเดตซอฟต์แวร์ใดๆ จำเป็นต้องมีความเห็นพ้องต้องกันจากชุมชน ซึ่งมักจะทำให้กระบวนการยืดเยื้อออกไป

ตัวอย่างที่โดดเด่นที่แสดงให้เห็นถึงความท้าทายนี้คือเหตุการณ์ DAO ในบล็อกเชน Ethereum ในปี 2559 สัญญาอัจฉริยะที่มีลักษณะคล้ายกองทุน VC แบบกระจายอำนาจนี้ต้องเผชิญกับเหตุการณ์ที่มักถูกระบุว่าเป็นการแฮ็ก ผู้ใช้ใช้ประโยชน์จากช่องโหว่ในโค้ดของสัญญาอัจฉริยะ โดยดำเนินการสิ่งที่เรียกว่าการโจมตีซ้ำ โดยดูดเงินกว่า 150 ล้านดอลลาร์จากกองทุน สิ่งนี้นำไปสู่การตัดสินใจที่ถกเถียงกันในการเปลี่ยนกลับ Ethereum blockchain ทำให้เกิด Ethereum Classic fork

อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือเหตุการณ์นี้ไม่ใช่การแฮ็กแบบดั้งเดิม แต่เป็นการหาประโยชน์จากช่องโหว่ของโค้ดที่ไม่รู้จักในขณะนั้น ผู้โจมตีใช้สัญญาที่ไม่น่าเชื่อถือในการโจมตีกลับเข้าใหม่เพื่อถอนเงิน

หลัง DAO นักพัฒนาได้ปรับปรุงแนวปฏิบัติด้านการเขียนโปรแกรมเพื่อแก้ไขช่องโหว่ดังกล่าว อย่างไรก็ตาม ธรรมชาติของระบบทัวริงที่สมบูรณ์ซึ่งมีการพัฒนาโค้ดใหม่อย่างต่อเนื่อง หมายความว่าอาจมีช่องโหว่ใหม่ๆ เกิดขึ้น สิ่งนี้เน้นย้ำถึงความจำเป็นในการเฝ้าระวังอย่างต่อเนื่องและมาตรการรักษาความปลอดภัยที่ปรับเปลี่ยนได้ในเทคโนโลยีบล็อกเชน เพื่อให้มั่นใจถึงความแข็งแกร่งต่อการโจมตีดังกล่าว

โปรดทราบว่า Plisio ยังให้คุณ:

สร้างใบแจ้งหนี้ Crypto ใน 2 คลิก and ยอมรับการบริจาค Crypto

12 การบูรณาการ

6 ไลบรารีสำหรับภาษาโปรแกรมยอดนิยม

19 cryptocurrencies และ 12 blockchains

ทัวริงเสร็จสมบูรณ์

ความสมบูรณ์ของทัวริงคืออะไร?

ทัวริงสมบูรณ์หมายถึงอะไรใน Blockchain?

Ethereum – บล็อกเชนที่สมบูรณ์ของทัวริงตัวแรก

ข้อจำกัดของความสมบูรณ์ของทัวริงในแอปพลิเคชันบล็อคเชน

Ready to Get Started?

Always know what you pay

Start your integration