دشت و دمن

الگوریتم اجماع در بلاک چین

اجماع چیست؟

کلمه اجماع به طور کلی به معنی توافق افراد بر سر یک موضوع خاص است. اصطلاح اجماع در فناوری رمز ارز نیز تا حدود زیادی همین معنی را دارد.

فرض کنید با چهار نفر از دوستان خود صحبت می کنید که به رستوران بروید یا سینما. حالا همینجا یک الگوریتم اجماع ساده ایجاد می شود. یعنی اگر 3 نفر از 5 نفر به رستوران رای بدهند، تصمیم گرفته می شود که به رستوران بروید.

حالا اگر دو نفری که به سینما رفتن رای داده اند ولی تصمیم پایانی بر خلاف میل آنها است، می توانند 2 نفر دیگر را با خود بیاورند تا حداکثر تعداد رای را بدست بیاورند. قطعا این عادلانه نیست. در عوض می توان این قانون را گذاشت که هر کس برای داشتن حق رای، باید یک پازل یا معما را حل کند یا مقداری پول بدهد. بدین شکل، کسی دیگر نمی تواند به راحتی حق رای داشته باشد و در نتیجه آرا دستکاری کند.

الگوریتم اجماع بلاکچین

این مثال ساده خیلی شبیه به الگوریتم های اجماع رمز ارزی است. برای مثال، کامپیوترها (ماینرها) در الگوریتم اثبات کار باید مسائل پیچیده ریاضی را حل کنند تا حق پردازش تراکنش داشته باشند. یا در الگوریتم اثبات سهام، کامپیوترها (اعتبارسنج ها) برای پردازش تراکنش باید مقداری رمز ارز سپرده گذاری کنند. هدف واحد تمامی الگوریتم های اجماع، جلوگیری از دستکاری در نتیجه رای گیری است.

طبیعتا در دنیای واقعی یک الگوریتم اجماع ساده برای تصمیم گیری کافی است. چون می توان به دوستان خود اعتماد کرد که صادق هستند و در نتیجه رای گیری دستکاری نمی کنند. اما وقتی صحبت از رمز ارزها باشد، رای گیری درباره موضوعات خیلی مهم تری خواهد بود. همچنین چون هر کسی می تواند ماینر یا اعتبارسنج باشد، باید از یک الگوریتم اجماع قدرتمند استفاده کرد تا مطمئن شد که تمامی آنها در انجام تراکنش ها صادق هستند.

تقریبا تمامی الگوریتم اجماع در بلاک چین رمز ارزی در چهار دسته کلی قرار می گیرند:

1. اثبات کار
2. اثبات سهام
3. اثبات اعتبار
4. اثبات فضا

اثبات کار (PoW)

با اینکه بیت کوین اولین رمز ارزی بوده که از الگوریتم اثبات کار استفاده کرده است، اما اولین استفاده از الگوریتم اثبات کار به دهه 90 میلادی برمی گردد. این الگوریتم در اصل توسط دو مهندس کامپیوتر به نام سینتیا داورک و مانتی نوئر ساخته شد تا برای مقابله با اسپم های ایمیلی به کار گرفته شود.

اثبات کار بیت کوین خیلی ساده است. کامپیوترهایی به نام “ماینر” (استخراج کننده) برای حدس زدن اعداد بسیار تصادفی با یکدیگر رقابت می کنند. ماینری که زودتر از همه بتواند اعداد درست را حدس بزند، پاداش بلاک دریافت می کند. این پاداش به شکل رمز ارز BTC (بیت کوین) است. علاوه بر این، تمامی کارمزدهای پرداخت شده موجود در بلاک مربوطه، به او تعلق می گیرد. (نوعی الگوریتم اجماع به نام “اثبات سوزاندن” وجود دارد که شامل سوزاندن رمز ارزهای ساخته شده در مکانیزم اثبات کار است. برای آشنایی با این الگوریتم می توانید به مقاله مربوطه مراجعه کنید).

مزایای الگوریتم اجماع اثبات کار

مهمترین فایده اثبات کار این است که دستکاری در تراکنش ها را دشوار می کند. یعنی اگر کسی بخواهد تراکنش ها را دستکاری کند، باید تمامی دستگاه های ماینر متصل به شبکه که در سراسر جهان هستند را بطور همزمان هک کند. یا اینکه ماینری بسازد که قدرت ساخت یک زنجیره از بلاک های شامل تراکنش های بد را داشته باشد.

هرچه تعداد ماینرهای متصل به شبکه بیشتر شود، سختی دستکاری در تراکنش ها نیز دشوار تر می شود. حتی میزان سختی استخراج هم بر اساس میزان قدرت محاسباتی موجود در شبکه افزایش می یابد. بدین شکل، امنیت بلاکچین بیت کوین هر بار قدرتمند تر می شود.

نواقص اثبات کار

با اینکه الگوریتم اثبات کار امنیت بسیار بالایی دارد، اما بدون نقص نیست. مشکل اصلی این الگوریتم، مصرف انرژی بالای آن است. به همین خاطر، برخی پروژه های رمز ارزی الگوریتم های اثبات کار جدیدی را طراحی کرده اند که در عین ایمن بودن، مصرف انرژی کمتری دارند. یکی از این پروژه ها، دوج کوین است.

اثبات کار جانبی

دوج کوین از الگوریتم اثبات کار جانبی (Auxiliary PoW) استفاده می کند. با استفاده از این الگوریتم می توان دو رمز ارز اثبات کار را به طور همزمان و بدون نیاز به انرژی اضافی استخراج کرد. تنها کافی است جزئیات الگوریتم دو رمز ارز مربوطه با یکدیگر مشابه باشند.

الگوریتم اجماع اثبات انتقال

استکس (Stacks) پروژه دیگری است که از یک الگوریتم اثبات کار جدید به نام “اثبات انتقال” استفاده می کند. در این الگوریتم، ماینرها مقداری بیت کوین را در بلاکچین استکس می گذارند تا بتوانند بلاک بسازند و پاداش خود را به شکل رمز ارز STX دریافت کنند. در عین حال، اعضای شبکه استکس با قرار دادن STX خود در بلاکچین استکس می توانند مقداری از بیت کوین های ماینرها را دریافت کنند.

از آنجا که گزارشات انتقال بیت کوین از ماینرها به اعضای شبکه استکس در بلاکچین بیت کوین ذخیره می شود، استکس می تواند از توانایی امنیتی این بلاکچین بهره مند شود.

اثبات پوشش

در نوع دیگری از الگوریتم های اثبات کار، نیاز به توان محاسباتی به طور کامل حذف شده است. یکی از آنها، الگوریتم “اثبات پوشش” هلیوم است. هلیوم یک پروژه رمز ارزی است که قصد دارد زیرساخت اینترنت را به شکل غیر متمرکز در بیاورد.

جهت تحقق این امر، هلیوم نرم افزار و سخت افزار متن باز مورد نیاز برای ساخت و اجرای دستگاه های هات اسپات را تامین می کند. این دستگاه ها امواج 5G و رادیویی با فرکانس پایین ارسال کرده و می توانند شبکه هایی کاملا همتا به همتا ایجاد کنند. هات اسپات های هلیوم در واقع بررسی می کنند که هات اسپات های دیگر در حال انجام کار خود باشند. یعنی به خوبی در حال پوشش دهی شبکه باشند. پاداش آنها نیز به شکل رمز ارز HNT است.

الگوریتم اجماع اثبات سهام (PoS)

تاریخچه اثبات سهام با بیت کوین آغاز شده است! دقیق تر بگوییم، در سال 2011 یکی از کاربران Bitcoin Talk مکانیزمی را پیشنهاد داد که در آن از بیت کوین های هولد شده به عنوان حق پردازش تراکنش ها استفاده می شود.

امروزه ده ها رمز ارز اثبات سهام وجود دارد، اما تعداد کمی از آنها از نسخه اصلی اثبات سهام استفاده می کنند. نسخه اصلی این الگوریتم بسیار ساده بوده و شامل قفل کردن رمز ارز برای تبدیل شدن به اعتبارسنج است. اعتبارسنج ها مشغول ساخت بلاک (شامل تراکنش ها) می شوند و به ازای آن مقداری پاداش بلاک به اضافه تمامی کارمزدهای پرداختی موجود در بلاک را دریافت می کنند.

نحوه انتخاب شدن یک اعتبارسنج برای انجام این کار، کاملا تصادفی نیست. چون به میزان رمز ارز قفل شده اعتبارسنج نیز بستگی دارد.