تقنية

الإجماع: أو نوع الإجماع الذي يجب أن تعرفه


عندما يتم ذكر مصطلح "blockchain" في بعض السياقات ، فإنه يتم عادةً باستخدام المصطلح "خوارزمية إجماع" معقدة. معظم القراء لا يريدون حتى دراسة خوارزميات الإجماع. في الواقع ، فإن معظم الناس لا يعرفون حتى الخوارزمية التي يجب استخدامها في سياق blockchain. ومع ذلك ، هناك العشرات من الخوارزميات ، التي يتم استخدام معظمها في العالم blockchain.

فكرة التوصل إلى توافق في الآراء هي التوصل إلى موقف موحد بشأن هذه القضية. في علوم الكمبيوتر ، يرتبط الإجماع بقضايا الإجماع. تتمثل المشكلة الأساسية في أنظمة الحوسبة الموزعة والأنظمة متعددة الوكلاء في تحقيق الموثوقية الكلية للنظام في وجود العديد من العمليات الخاطئة. يتطلب هذا عادةً عملية الموافقة على بعض البيانات اللازمة أثناء الحساب. تعاني Block Block من المشاكل نفسها ، وقد توصل العلماء والمبرمجون إلى طرق لحلها.

في الأساس ، الخوارزمية عبارة عن سلسلة من التحليلات والبرمجة والخطوات الضرورية اللازمة لتحقيق نتيجة معينة. تعني خوارزمية الإجماع اتخاذ الإجراءات اللازمة للاتفاق على قضية واحدة. في عالم blockchain ، هناك مشكلة واحدة تعني أن جميع المشتركين في الشبكة يتم التعاقد معهم للحصول على كتل حسابية ، بحيث يمكن تجزئتهم.

في العالم blockchain

من حيث blockchain ، يمكن لخوارزميات الإجماع استهداف نتائج متعددة كهدف رئيسي لجميع المشاركين في الشبكة. الاستخدامات الأكثر شيوعًا لهذه الخوارزمية هي كما يلي:

البروتوكول: تجمع آلية الإجماع جميع البروتوكولات من مجموعة المشاركين في الشبكة. التعاون: يريد كل عضو في الفريق التوصل إلى اتفاق أفضل لخدمة مصالح المجموعة بأكملها. التعاون: يعمل الجميع كجزء من فريق ويضعون مصالحهم جانباً لتحقيق فائدة أكبر. الحقوق المتساوية: لكل مشارك نفس القيمة في عملية التصويت. بهذه الطريقة ، كل صوت مهم ، لأنه حتى بدون تصويت ، لن يتم التوصل إلى توافق في الآراء. المشاركة: يحتاج كل فرد في الشبكة إلى المشاركة في عملية التصويت. لن يتم استبعاد أي شخص أو عدم التصويت لأنه سيمنع الخوارزمية من العمل. النشاط: كل عضو في المجموعة نشط بنفس القدر. يتشارك جميع المشاركين مسؤولية المجموعة في المتوسط.

نوع

في الواقع ، يوجد حاليًا أكثر من 30 نوعًا من خوارزميات الإجماع المتاحة. الاكثر شيوعا هي ما يلي:

التحقق من العمل التحقق من رقم المحطة شهادة التكليف سلطة التحقق من الخطأ البيزنطي التسامح مع الخطأ البيزنطي التسامح [dBFT]

انتظر لحظة وهلم جرا. يمكن الاستمرار في استخدام القائمة دون قيود ، ولكن تظل الحقيقة هي أن جميع الخوارزميات المذكورة هنا ، وكذلك جميع الخوارزميات الأخرى غير المناسبة لمادة معينة ، لها نفس الأهداف التي تهدف إلى التوصل إلى توافق في الآراء. الشيء الوحيد الذي تغير هو الطريقة التي استخدموها لتنفيذه.

قاعة الشهرة

بطبيعة الحال ، فإن أكثر أنواع خوارزمية التناسق شيوعًا هو إثبات العمل والإثبات ، والذي يظهر مع الابطال الأكبر كالبنك الأكبر.

يعد إثبات العمل هو أقدم نوع من الإجماع في blockchain ، فمنذ بداية عام 2003 ، أصبح البيتكوين موجودًا منذ نشأته وأصبح في مرحلة تجريبية منذ عام 2009. وإن لم تكن جديدة ، اكتسبت الخوارزمية حياة جديدة مع Nakamoto. وفقًا لطريقته المقترحة ، يجب على المشاركين في blockchain [عمال المناجم] حل مشكلة حساب معقدة وعديمة الفائدة تمامًا ، بحيث يمكن إضافة معاملة إلى blockchain. هناك العديد من المشاكل مع هذا النهج. إنه بطيء ، كثيف الطاقة وغير صديق للبيئة ، وهو عرضة لاقتصادات الحجم الكبير.

التالي هو مفهوم Stof-of-Stake. ظهر هذا النهج كبديل للنهج الأخير ، واقترح أنه بدلاً من استخدام التعدين لاستخراج الكتل ، يحتاج المشاركون في الشبكة إلى بعض الرهانات في النظام التي يمكنها المشاركة في العملية في شكل رموز. امتلاك حصة 10٪ سيؤدي إلى احتمال تعدين بنسبة 10٪ للكتلة التالية. كلما زاد عدد الرموز التي يمتلكها صاحب الفائدة ، زادت فرصة استخراج الكتلة. هذه الطريقة معيبة أيضًا لأنها عرضة لمشاكل ضئيلة. ومع ذلك ، فإن استهلاكه للطاقة أقل ، وأقل عرضة لاقتصادات الحجم ، وأكثر مقاومة للهجمات.

بغض النظر عن الطريقة المستخدمة للتوصل إلى توافق في الآراء ، تظل المشكلات كما هي تقريباً وتستجيب من طرف لآخر. أكبر المشاكل التي تواجه جميع نماذج الإجماع هي كما يلي:

يعد استهلاك الطاقة أكبر مشكلة في تشغيل blockchain. على سبيل المثال ، لدى Bitcoin 20 مليار تجزئة في الثانية. هذا يتطلب كميات هائلة من الكهرباء ، وليس هناك بدائل رخيصة لتلبية احتياجات الطاقة من بلوكشنز الحديثة.

تمثل المركزية لآلات التعدين مشكلة أخرى في شبكات PoW ، حيث يمكن أن تبدأ وحدات MKR الكبيرة في طلب مزيد من القوة للعمل ومحاولة تغيير القواعد في نظام التعدين وحتى إصدار قواعد جديدة لتلبية احتياجاتهم. والنتيجة هي المركزية في الشبكة اللامركزية. إذا أصبحت المركزية حقيقة واقعة ، فلن يكون النظام عبارة عن كتلة رئيسية وليس هناك إجماع في الآراء.

لا تزال الهجمات على الشبكة شائعة للغاية ، ولن يذهب المتسللين إلى أي مكان. هجوم 51 ٪ أمر ممكن وليس هناك ما يضمن أنه لن يحدث. إذا كان المهاجم يحمل رهانًا ، فإن الوقت وقوة الحوسبة هي فقط التي يمكنها التحكم في أكثر من نصف العقد وتحويل الشبكة إلى مؤسسة كسب المال الخاصة بها.

في الجديد

تم فحص مشاكل خوارزميات الاتساق السابقة ودراستها بدقة للسماح للمبرمجين بالوصول إلى نماذج توافق جديدة.

أحد أحدث النماذج وأكثرها وعدًا في blockchain هو دليل على الاتفاق ، وهي خوارزمية أخرى توافقية تستخدمها منصة Credits. هذا مفهوم بسيط إلى حد ما يبدو معقدًا في البداية ولكنه فعال في التوصل إلى توافق في الآراء. تشمل عملية الإجماع بأكملها تشكيل المعاملات وتوزيعها وجولات التنفيذ الدورية بين عقد الشبكة ، حيث تُمنح العقد الموثوقة [TNs] سلطة تنفيذ الإجماع ، مما يؤدي إلى حل مشترك ، بما في ذلك في الكتلة. المعاملات وتوليدها. تتكون حزمة المعاملات من عدد من المعاملات المطلوبة [حتى 500] وتعطي رأسًا يحتوي على التجزئة المحسوبة باستخدام خوارزمية Blake2s. بمجرد أن تتلقى العقدة قائمة حزم المعاملات المضمنة في المائدة المستديرة ، فإنها تبدأ في التحقق من توافر هذه الحزم في المخزن المؤقت المحلي. في حالة فقد بعض الحزم ، تبدأ عملية المزامنة. تطلب العقدة الحزم المفقودة من العقد المجاورة لها ، وإذا فقدت الحزم الموجودة على هذه العقد أيضًا ، فإن هذه الأجهزة المجاورة تطلب الحزم من جيرانها وتكرر العملية حتى يتم العثور على الحزمة المفقودة. يعد توفر كافة حزم المعاملات المضمنة في مائدة مستديرة على كافة العقد الموثوق بها شرطًا لجولة البداية. بعد أن تقوم كل عقد الشبكة بإصدار حزم المعاملات وتبادلها مع بعضها البعض ، تحتاج إلى تحديد العقد المسؤولة عن تنفيذ الإجماع ، ويجب على هذه العقد التحقق من صحة المعاملة وإنشاء كتل. تشكل تشكيل الكتلة البسيط والفعال والمشاركة الكاملة لجميع العقد وإمكانية التنفيذ في شبكة عامة جزءًا من خوارزمية التوافق هذه.

الخوارزمية الواعدة التالية هي خوارزمية توافق LibraBFT على Facebook. قامت LibraBFT بتحسين HotStuff وتكييفها مع مجموعة واسعة من الاستخدامات. الميزان هو خوارزمية متسقة من النوع البيزنطي للتسامح مع الأخطاء تستند إلى HotStuff ، وهو نظام نسخ متين فعال وفعال لآلة الحالة مصمم لبروكسيات الميزان. LibraBFT هو تحسين لـ HotStuff الذي ينفذ آلية Pacemaker. ويشمل تحليل النشاط ، والذي يتضمن قيودًا محددة على الالتزامات التجارية. في LibraBFT ، تسمى هذه العمليات المصادقون. كل من الأخير يعمل في جولة ، ولكل منها مصدق معين يسمى الزعيم. اقترح زعيم كتلة جديدة وتلقى تصويت توقيع على اقتراح جيل كتلة من المدقق. الجولة هي مجرد مرحلة من الاتصالات مع قائد معين ، ويتم تنظيم اقتراح الزعيم في سلسلة تستخدم تجزئة العملة المشفرة. عند إطلاق جولة ، يقترح القائد كتلة توسع أطول سلسلة لها. إذا كان الاقتراح صالحًا وفي الوقت المناسب ، فستوقع كل عقدة صادقة وترسل صوتًا للزعيم. بمجرد أن يكون هناك عدد كاف من الأصوات للوصول إلى النصاب القانوني ، سيقوم القائد بتجميع الأصوات في شهادة النصاب القانوني [QC] ، وتمديد نفس السلسلة مرة أخرى ، وبث QC إلى كل عقدة. إذا فشل القائد في تجميع مراقبة الجودة ، سينتقل المشارك إلى الجولة التالية.

حتى الآن ، تم طرح Libra blockchain كشبكة مرخصة. المؤكّدون المؤسسون هم Uber و Visa و MasterCard و PayPal والمزيد. التزم جميع المؤسسين بإرشادات صارمة وأصبحوا مدققين في وقت مبكر على سبيل المثال ، تحتاج صناديق التحوط للعملات المشفرة إلى إدارة أكثر من مليار دولار في إدارة الأصول ، في حين يتعين على الحافظين الذين يركزون على الأصول الرقمية تخزين 100 مليون دولار على الأقل. تحتاج الشركات غير المشفرة للعملات إلى رسملة سوقية تزيد عن مليار دولار أو رصيد عميل يزيد عن 500 مليون دولار.

خوارزمية توافق أخرى هي دليل على الوقت ، الذي اخترعته Intel في أوائل عام 2016 وتم اختباره بنجاح بواسطة Hyperledger Sawtooth 1.1. مبدأ العملية بسيط إلى حد ما لأن كل عقدة في الشبكة تنتظر اختيارًا عشوائيًا للوقت. العقدة الأولى بعد وقت الانتظار تفوز بحق إصدار الكتلة التالية. تقوم كل عقدة في الشبكة بإنشاء فاصل انتظار عشوائي وإلغاء تنشيط الوقت المحدد في وضع السكون. تضيف العقدة المستيقظة والعقدة مع أقصر وقت انتظار كتل جديدة إلى blockchain وتنقل البيانات عبر الشبكة. كرر هذه العملية حتى يتم العثور على الكتلة التالية. تتمثل مزايا هذه الخوارزمية في انخفاض تكاليف المشاركة ، والتحقق من الشرعية البسيطة ، والتحقق من التحكم المنخفض ، وتكاليف الانتخابات المنخفضة. هناك أيضًا بعض العيوب ، مثل الحاجة إلى أجهزة مخصصة وحقيقة أنها غير مجدية للشبكة العامة.

باختصار

خوارزميات الاتساق المختلفة تجعل blockchain مفيدًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات والهياكل. على الرغم من ضعفه ، فإنه غالبًا ما يكون مرهقًا وغير كفء في استخدام الطاقة ، ولكن لا تزال هناك قيود مفروضة ولا تتعرض سوى لقضايا الوقت فقط حتى تفوق خوارزمية أو خوارزمية أخرى على خوارزميات أخرى في المنافسة لتحسين الكفاءة. ربما واحدة من الخوارزميات في قائمة طويلة من الخوارزميات غامض وأقل شهرة سيكون لإلغاء خوارزميات PoW و PoS في المستقبل القريب.

المصدر: تم تجميعها من معلومات 0x من كريبتوبوليتان. حقوق الطبع والنشر مملوكة للمؤلف ضيف المستخدم ولا يجوز إعادة إنتاجها دون إذن. من

انقر لمواصلة القراءة من