الگوریتم های اجماع (Consensus Algorithms)
الگوریتم اجماع، سازوکاری است که به کاربران امکان هماهنگی در یک محیط توزیع شده را می دهد. این مکانیزم باید اطمینان حاصل کند که همه عوامل سیستم می توانند در مورد یک منبع واحد حقیقی به توافق برسند، حتی اگر برخی از عوامل از کار بیفتند. به عبارت دیگر، سیستم باید تحمل پذیری در برابر خطا داشته باشد.
در یک وضعیت متمرکز، یک نهاد واحد قدرت کنترل سیستم را دارد. در بیشتر موارد، آنها می توانند هر طور که بخواهند تغییراتی ایجاد کنند. برای رسیدن به اتفاق نظر در بین بسیاری از مدیران، سیستم حاکمیتی پیچیده ای وجود ندارد.
هنگامی که لازم باشد اطلاعات آپدیت و به روز رسانی شوند، این بروزرسانی لازم است که در سیستم همه گره ها اتفاق بیفتد. حل این مسئله، به کمک الگوریتم اجماع امکان پذیر است.
غلبه بر این مشکل در محیطی که غریبه ها به یکدیگر اعتماد ندارند، شاید مهمترین تحولی باشد که راه را برای بلاک چین ها هموار می کند. در این مقاله، نگاهی خواهیم انداخت به الگوریتم های اجماع که برای عملکرد ارزهای رمزپایه و دفترهای توزیع شده بسیار حیاتی هستند.
الگوریتم های اجماع و رمزارزها
در ارزهای دیجیتال، موجودی کاربران در یک پایگاه داده، تحت عنوان بلاک چین، ثبت می شود. ضروری است که همه (یا به عبارت دقیق تر هر گره) کپی یکسانی از پایگاه داده داشته باشند. در غیر این صورت، به زودی با اطلاعات متناقضی روبرو خواهید شد و کل هدف شبکه ارز دیجیتال را تضعیف می کنید.
رمزنگاری کلید عمومی، تضمین می کند که کاربران نمی توانند سکه های یکدیگر را خرج کنند. اما هنوز هم باید منبع واحدی وجود داشته باشد که شرکت کنندگان شبکه به آن اعتماد کنند تا بتوانند مشخص کنند که بودجه قبلاً هزینه شده است یا خیر!
ساتوشی ناکاموتو (Satoshi Nakamoto)، خالق بیت کوین، یک سیستم اثبات کار را برای هماهنگی شرکت کنندگان پیشنهاد داد. اکنون، برخی از صفات مشترک بسیاری از الگوریتم های اجماع موجود را شناسایی خواهیم کرد.
در مرحله اول، نیاز است کاربرانی که می خواهند بلوکی را اضافه کنند (ما آنها را اعتبارسنج خواهیم نامید) سهام (Stake) خود را ارائه دهند. استیک نوعی ارزش است که یک اعتبار سنج باید ارائه دهد که مانع اقدامات غیر متقلبانه آن ها میشود. اگر آنها تقلب کنند، سهام خود را از دست می دهند.
چرا باید آنها منابع خود را به خطر بیندازند؟ زیرا برای این اقدام آنها جوایزی ارائه میشود. این پاداش معمولاً از رمزارز بومی پروتکل تشکیل شده است و از کارمزد پرداختی توسط سایر کاربران دیگر، واحدهای رمزنگاری تازه تولید شده یا هر دو را در بر میگیرد.
آخرین موردی که ما نیاز داریم شفافیت است. ما باید بتوانیم تشخیص دهیم چه کسی تقلب می کند. در حالت ایده آل، تولید بلوک برای آنها هزینه بر است، اما اعتبار سنجی برای هرکسی ارزان است. این اطمینان میدهد که اعتبارسنجی ها توسط کاربران عادی تحت کنترل هستند.
انواع الگوریتم اجماع
اثبات کار و اثبات سهام مهمترین موارد الگوریتم های اجماع هستند. اثبات کار (PoW) پدرخوانده الگوریتم های اجماع بلاک چین است. اولین بار در بیت کوین اجرا شد، اما مفهوم واقعی آن مدتی است که وجود دارد. در اثبات کار، اعتبارسنجان (که به آنها ماینر گفته می شود) داده هایی را که می خواهند اضافه کنند هش می کنند تا زمانی که یک راه حل خاص تولید کنند. الگوریتم اثبات کار برای اینکه شرکت ثالث یا دولتی بر روی کار پول های آنلاین نظارت نداشته باشد، مورد نیاز است.
اثبات سهام (PoS) در روزهای اولیه بیت کوین به عنوان جایگزینی برای اثبات کار ارائه شد. در یک سیستم PoS، مفهومی از استخراج کننده، سخت افزار تخصصی یا مصرف زیاد انرژی وجود ندارد. تمام آنچه شما نیاز دارید یک کامپیوتر شخصی معمولی است.
اما انواع مختلف دیگری وجود دارد، این الگوریتم ها شامل موارد زیر میشوند که هرکدام را در صفحه اصلی آن ها مفصل توضیح داده ایم.
- اثبات کار- Proof of Work
- اثبات سهام – Proof of Stake
- تأیید تاخیر کار- Delayed Proof of Work
- اثبات اجاره اجماع سهام- Leased Proof of Stake Consensus
- اثبات مرجع بودن- Proof of Authority
- اثبات سوختن- Proof of Burn
- اثبات سهام توجیه شده – Delegated Proof of Stake Explained
جمع بندی
سازوکارهای دستیابی به اجماع برای عملکرد سیستم های توزیع شده حیاتی هستند. بسیاری بر این باورند که بزرگترین نوآوری در بیت کوین استفاده از اثبات کار بود تا کاربران بتوانند در مورد مجموعه ای از حقایق به توافق برسند.
امروزه الگوریتم های اجماع نه تنها سیستم های ارز دیجیتال را پشتیبانی می کنند، بلکه بلاک چین ها به توسعه دهندگان امکان اجرای کد در شبکه توزیع شده را می دهند. آنها اکنون سنگ بنای فناوری بلاک چین هستند و برای ماندگاری طولانی مدت شبکه های مختلف حیاتی هستند.
از بین همه الگوریتم های اجماع، اثبات کار همچنان پیشنهاد اصلی است. هنوز جایگزینی با اطمینان و ایمن تر ارائه نشده است. با این اوصاف، تحقیقات و توسعه زیادی در مورد جایگزین های PoW انجام شده است و احتمالاً در سال های آینده تعداد بیشتری از آنها را مشاهده خواهیم کرد.