الگوریتم اجماع بلاکچین چیست و چگونه کار می‌کند؟
انیس مسکینی
می‌دانیم که بلاک چین، یک دفتر کل توزیع شده دیجیتال، غیرمتمرکز، تغییرناپذیر و مشترک است که حریم خصوصی، امنیت و شفافیت را برای فرآیندهایی مانند ثبت تراکنش‌ها در یک شبکه فراهم می‌کند. اما تا کنون به این فکر کرده‌اید که به‌عنوان یک دفتر کل توزیع‌شده، بلاک چین، مرجع متمرکزی برای تأیید تراکنش‌ها ندارد؟ آیا نبود یک مرجع متمرکز، باعث زیر سوال رفتن امنیت معاملات در بلاکچین می‌شود؟ در پاسخ لازم است بدانید که این مشکل با الگوریتم‌های اجماع حل می‌شود. همراه ما باشید تا با نحوه عملکرد الگوریتم اجماع بلاکچین ارز دیجیتال و انواع آن آشنا شوید.
الگوریتم اجماع بلاکچین چیست؟
از آنجایی که بلاک چین به صورت غیرمتمرکز عمل می‌کند و حجم زیادی از تراکنش‌ها را در لحظه ثبت می‌کند ممکن است برای تعیین تراکنش درست چالش‌هایی وجود داشته باشد. اینجاست که الگوریتم اجماع وارد می‌شود.
الگوریتم اجماع مکانیزمی در کامپیوتر است که برای ایجاد توافق بر روی داده، تأیید تراکنش‌ها و حفظ امنیت بلاکچین استفاده می‌شوند. از طریق این مکانیزم، همه شرکت کنندگان در شبکه بلاک چین به توافق مشترکی در مورد وضعیت فعلی دفتر کل توزیع شده می‌رسند. در واقع، پروتکل اجماع اطمینان می‌دهد که هر بلاک جدیدی که به بلاک چین اضافه می‌شود، تنها نسخه‌ای است که مورد توافق همه گره‌های بلاک چین است. نکته کلیدی برای ضروریت وجود الگوریتم‌های اجماع این است که یکپارچگی و امنیت سیستم‌های توزیع شده را حفظ می‌کنند. در بخش بعدی درباره کاربردهای الگوریتم اجماع بیشتر توضیح می‌دهیم.
مکانیزم اجماع به روش‌های مورد استفاده برای دستیابی به توافق، اعتماد و امنیت در یک شبکه کامپیوتری غیرمتمرکز اشاره دارد.
در زمینه بلاک چین‌ها و ارزهای دیجیتال، اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) دو مورد از رایج‌ترین مکانیسم‌های اجماع هستند.
منتقدان اعلام کردند که PoW از نظر انرژی پر مصرف است. این موضوع باعث ایجاد مکانیسم‌های جدید و کارآمدتر شد.
کاربردهای الگوریتم اجماع بلاکچین چیست؟
هرچند از الگوریتم‌های اجماع برای سیستم‌های غیرمتمرکز استفاده می‌شود اما می‌توان از آن‌ها برای شبکه‌های متمرکز نیز استفاده کرد. کاربردهای متعددی از این مکانیسم وجود دارد. مواردی مانند:
- اینکه آیا یک تراکنش باید در یک شبکه غیرمتمرکز اجرا شود یا خیر. در بیشتر بلاک چین‌ها، این کاربرد اساسی اعمال می‌شود.
- در دادن وضعیت رهبر به گره‌ها مفید است.
- برای همگام‌سازی داده‌ها در تمام شبکه‌های غیرمتمرکز، جهت اطمینان از سازگاری استفاده می‌شود.
در طول زمان کاربردهای زیادی از الگوریتم‌های اجماع در زمینه‌های متعادل‌سازی بار، کنترل پهپاد، هماهنگ‌سازی ساعت و…وجود داشته است؛ با این حال یکی از محبوب‌ترین کاربردهای این الگوریتم در زمینه بلاک چین بوده است که در بلاکچین هم بر اساس نیاز و خواسته شبکه طراحی می‌شود.
بررسی انواع الگوریتم اجماع بلاکچین ارز دیجیتال
انواع مختلف مکانیسم‌های اجماع در بلاک چین در ادامه آورده شده است.
اثبات کار (PoW)
اثبات کار (PoW) که توسط بیت‌کوین، اتریوم و بسیاری دیگر از بلاک چین‌های عمومی استفاده می‌شود، اولین مکانیزم اجماع بلاکچین ایجاد شده بود. این مکانیزم یکی از قابل اعتمادترین و ایمن‌ترین مکانیسم‌های اجماع است. در PoW، ماینرها برای حل محاسبات بسیار پیچیده با استفاده از رایانه‌های پرقدرت با یکدیگر رقابت می‌کنند. اولین کسی که عدد ۶۴ رقمی هگزادسیمال (هش) را ارائه می‌کند، حق تشکیل بلاک جدید و تایید تراکنش‌ها را به دست می‌آورد. ماینر موفق، با تعداد مشخصی رمزارز، که به عنوان «پاداش بلاک» شناخته می‌شود، پاداش می‌گیرد. از آنجایی که به مقادیر زیادی منابع محاسباتی و انرژی برای تولید بلاک‌های جدید نیاز دارد، هزینه‌های عملیاتی PoW بسیار بالاست که منجر به نگرانی در مورد تمرکز و محدودیت‌های مقیاس‌پذیری آن می‌شود. مهم‌ترین انتقاد از PoW تأثیر مصرف برق آن بر محیط زیست است. این موضوع باعث شده است که توسعه دهندگان به دنبال پروتکل‌های اجماع پایدارتر و کارآمدتر مانند اثبات سهام (PoS) باشند.
برای اطلاعات بیشتر درباره این الگوریتم مقاله الگوریتم اثبات کار در بلاکچین را بخوانید.
اثبات سهام (PoS)
این روش اجماع حول فرآیندی است که به نام سهام داری شناخته می‌شود. در یک سیستم اثبات سهام (PoS)، ماینرها ملزم به داشتن «سهم» ارز دیجیتال هستند تا شانس انتخاب به عنوان اعتبارسنج را داشته باشند. این روند بی‌شباهت به قرعه کشی نیست چرا که هر چه ارزهای بیشتری داشته باشید، شانس شما بیشتر است. برخلاف PoW که در آن ماینرها با پاداش‌های بلاک (کوین‌های تازه تولید شده) تشویق می‌شوند، کسانی که به سیستم PoS کمک می‌کنند، کارمزد تراکنش دریافت می‌کنند. PoS به عنوان یک جایگزین پایدارتر و سازگارتر با محیط زیست نسبت به PoW در نظر گرفته می‌شود. پلتفرم‌های معروفی مانند کاردانو، سولانا و تزوس از الگوریتم PoS استفاده می‌کنند.
اثبات فعالیت (PoA)
اثبات فعالیت (PoA) ترکیبی از مکانیسم‌های اجماع PoW و PoS است. این الگوریتم توسط پروژه‌های بلاک چین ارزهای دکرد و اسپرس استفاده می‌شود. در سیستم‌های PoA، فرآیند ماینینگ مانند PoW آغاز می‌شود و ماینرها برای حل یک مسئله ریاضی پیچیده با استفاده از قدرت محاسباتی، رقابت می‌کنند. با این حال، هنگامی که بلاک استخراج شد، سیستم تغییر می‌کند تا شبیه PoS شود. سپس گروهی از اعتبارسنج‌ها به‌طور تصادفی انتخاب می‌شوند تا هش را امضا و بلاک جدید را تأیید کنند. مانند PoS، هر چه اعتباردهنده رمز ارز بیشتری داشته باشد، شانس انتخاب شدن آن بیشتر است. هنگامی که اعتبارسنج انتخابی بلاک را امضا کرد، به شبکه بلاک چین اضافه می‌شود و آماده ثبت تراکنش‌ها است. سپس پاداش‌های بلاک بین ماینر و اعتبارسنج به اشتراک گذاشته می‌شود.
اثبات سوختگی (PoB)
یکی دیگر از جایگزین‌های پایدارتر برای الگوریتم PoW بیت کوین، اثبات سوختن (PoB) است. در PoB، ماینرها قدرت استخراج یک بلاک را با «سوزاندن» یا از بین بردن مقداری از توکن‌های از پیش تعیین‌شده، به دست می‌آورند. یعنی فرستادن آن‌ها به آدرسی که در آنجا قابل بازیابی یا خرج شدن نیستند. هر چه تعداد ارزهای بیشتری بسوزانید، شانس انتخاب شدن شما بیشتر می‌شود. برخلاف PoS که استخراج‌کنندگان می‌توانند در صورت خروج از شبکه، ارزهای قفل‌شده خود را بازیابی کنند یا بفروشند، ارزهای سوخته را نمی‌توان بازیابی کرد. توکن سوزی همچنین منجر به کمبود ارز، محدود کردن تورم و افزایش تقاضا می‌شود. ارزهای دیجیتالی مانند فکتوم، اسلایم کوین و… از پروتکل اثبات سوختگی استفاده می‌کنند.
اثبات ظرفیت (PoC)
اثبات ظرفیت (PoC) که به عنوان اثبات فضا (PoSpace) نیز شناخته می‌شود الگوریتم تعیین میزان فضای موجود در هارد دیسک ماینر است. در PoC، ماینرها لیستی از تمام هش‌های ممکن را از قبل در فرآیندی به نام «طرح‌بندی» تولید می‌کنند. سپس این نمودارها روی هارد دیسک ذخیره می‌شوند. هر چه یک ماینر ظرفیت ذخیره‌سازی بیشتری داشته باشد، راه حل‌های ممکن بیشتر است. هر چه تعداد راه حل‌ها بیشتر باشد، در نهایت شانس داشتن ترکیب صحیح هش‌ها و برنده شدن جایزه نیز بیشتر می‌شود. از آنجایی که به تجهیزات گران قیمت یا تخصصی نیاز ندارد، PoC به افراد عادی فرصت‌هایی را برای مشارکت در شبکه می‌دهد. این مکانیسم در حال حاضر توسط ارزهای استورج، چیا و… استفاده می‌شود.
معرفی بهترین سخت افزار مناسب برای ماینینگ ارزهای دیجیتال
اثبات تاریخ (PoH)
همانطور که از نام آن پیداست، اثبات تاریخ (PoH) اثبات وقایع تاریخی را ارائه می‌دهد. PoH که توسط سولانا توسعه داده شده است، اجازه می‌دهد تا «مهر زمانی» در خود بلاک چین ساخته شود و گذر زمان بین تراکنش‌ها را بدون نیاز به تکیه بر گره‌های دیگر تأیید کند. این مهر زمانی توسط استاندارد SHA-256، فعال می‌شود و استفاده از آن به عنوان ورودی برای هش بعدی کار می‌کند. در نتیجه به همه امکان می‌دهد ببینند کدام رویداد رخ داده است. الگوریتم PoH به شدت وزن پردازش بلاک چین را کاهش می‌دهد و آن را سریع‌تر و از نظر انرژی کارآمدتر از بقیه مکانیزم‌ها می‌کند. از آنجایی که PoH فقط توسط سولانا استفاده می‌شود، هنوز در مقیاس بزرگ آزمایش نشده است.
اثبات اهمیت (PoI)
اولین بار توسط ارز NEM معرفی شد، اثبات اهمیت (PoI) ماینرهای خود را بر اساس معیارهای خاصی در فرآیندی به نام «برداشت» انتخاب می‌کند. عوامل متداول شامل تعداد و اندازه تراکنش‌ها در ۳۰ روز گذشته، میزان ارز اختصاص یافته و فعالیت شبکه است. بر اساس این عوامل است که یک امتیاز اهمیت به گره‌ها نسبت داده می‌شود. هر چه امتیاز بالاتر باشد، احتمال انتخاب شدن برای برداشت یک بلاک و دریافت کارمزد تراکنش بیشتر است.
کدام الگوریتم اجماع بلاکچین ارز دیجیتال معروف‌تر است؟
الگوریتم اجماع اثبات کار (POW) معروف‌ترین الگوریتم اجماع در فناوری بلاک چین است. هم بیت کوین و هم اتریوم، دو ارز دیجیتال برتر، از آن استفاده می‌کنند. با این حال، اتریوم، در حال تغییر به الگوریتم اثبات سهام (PoS) است. دلیل محبوبیت این است که POW به خوبی آزمایش شده و در بسیاری از پروژه‌های ارزهای دیجیتال استفاده می‌شود. حملات DDoS به یک بلاک چین با استفاده از این الگوریتم با فناوری محاسباتی امروزی غیرممکن است. با این حال، هزینه بالای انرژی، افزایش فشار بر محیط زیست، پوشش رسانه‌ای نامطلوب مرتبط، افزایش تمرکز عملیات استخراج و توان عملیاتی پایین تراکنش، احتمالاً آن را در درازمدت غیر قابل دوام خواهد کرد.
بعد از pow الگوریتم PoS قرار دارد که یک بلاک چین مقیاس پذیرتر با توان تراکنش بالاتر است. با این حال، نسبت به الگوریتم POW، از امنیت کمتری برخوردار است. اگر انتقال اتریوم از pow به pos به خوبی پیش برود، احتمالاً جامعه ارزهای دیجیتال در مورد توانایی الگوریتم PoS برای ایمن نگه‌داشتن شبکه مطمئن خواهند شد. این موضوع ممکن است محبوبیت PoS را افزایش دهد.
ویژگی‌های یک الگوریتم اجماع بهینه چیست؟
برای اینکه بدانید چگونه یک الگوریتم اجماع بلاکچین مناسب برای پروژه توسعه بلاک چین خود انتخاب کنید بهتر است موارد زیر را در نظر بگیرید.
- غیرمتمرکز
یک الگوریتم اجماع بهینه تمرکز زدایی و به طبع امنیت بالایی ارائه می‌دهد و برای تایید تراکنش‌ها محدود به یک تعداد گره خاص نیست.
- سازگار با محیط زیست
الگوریتم اجماع مناسب، نباید از لحاظ انرژی پر مصرف باشد.
- سرعت پردازش بالا
مکانیزم اجماعی که در ثانیه تراکنش‌های زیادی را می‌تواند پردازش کند، بهینه است.
- عدم نیاز به سخت‌افزار تخصصی
در یک الگوریتم اجماع بهینه، کاربران معمولی هم باید بتوانند در نقش گره باشند و نیازی به خرید سخت افزارهای تخصصی و گران نباشد.
سخن آخر
هر الگوریتم اجماع بلاکچین ارز دیجیتال، مجموعه‌ای از مزایا و معیاب خاص خود را دارد. در حالی که PoW و PoS رایج‌ترین الگوریتم‌ها هستند، انواع الگوریتم‌های جدید در حال ظهور هستند. با این حال همه این الگوریتم‌ها یک هدف واحد یعنی ایجاد توافق (اجماع) در شبکه بلاک چین غیرمتمرکز دارند.
-
کدوم ارز خوبتر بخریم ..کدوم سایت ..یا برنامه خوبه باش .یا کدوم کار گذاری ثبت نامه کنم
آیا این نظر برایتان مفید بود؟-
سلام و احترام
ایرانیکارت به هیچ عنوان توصیه ای به خرید و فروش ارزهای دیجیتال ندارد. با این حال شما می توانید از بخش تحلیل تکنیکال و فاندامنتال ارز دیجیتال، پیش بینی و بررسی سایر تحلیلگران را مشاهده کنید.
پایدار باشیدآیا این نظر برایتان مفید بود؟
-
