تطور آليات إجماع Blockchain

تطور آليات إجماع Blockchain

الطابع الزمني: 16 فبراير 2023 3:59 صباحًا
تطور آليات توافق Blockchain وذكاء بيانات PlatoBlockchain. البحث العمودي. منظمة العفو الدولية.
  • أحد أهم مكونات النظام اللامركزي هو آلية الإجماع التي تستخدمها شبكة blockchain للتحقق من صحة المعاملات
  • سنستكشف الأنواع المختلفة لآليات الإجماع المستخدمة في العملات المشفرة وميزاتها الفريدة
  • آلية الإجماع الأكثر شيوعًا في مجال العملات المشفرة حاليًا هي إثبات الحصة (PoS)، تليها مباشرة إثبات العمل (PoW).

كانت العملات المشفرة في ارتفاع منذ بعض الوقت. تستمر شعبيتها في النمو مع مرور كل يوم. أحد الأسباب الرئيسية لذلك هو الطبيعة اللامركزية للعملات المشفرة. فاللامركزية تجعلها أكثر أمانًا وشفافية وأقل عرضة للرقابة أو السيطرة من قبل أي سلطة مركزية.

أحد أهم مكونات هذا النظام اللامركزي هو آلية الإجماع التي تستخدمها شبكة blockchain للتحقق من صحة المعاملات. وهذا يحافظ على سلامة دفتر الأستاذ بين العقد. سنستكشف الأنواع المختلفة لآليات الإجماع المستخدمة في العملات المشفرة وميزاتها الفريدة. على الرغم من أن بعض آليات الإجماع هذه غير معروفة إلا القليل، فسوف تتفاجأ عندما تجد أن سلاسل الكتل الشهيرة تستخدمها.

دليل العمل (بو)

إثبات العمل هو آلية الإجماع الأكثر شهرة والأكثر استخدامًا في عالم blockchain. تم تقديم إثبات العمل (PoW) لأول مرة بواسطة ساتوشي ناكاموتو، مبتكر البيتكوين.  لايتكوين وBitcoin Cash من بين سلاسل العملات المشفرة الشهيرة التي تستخدم إثبات العمل.

يعمل إثبات العمل (PoW) من خلال مطالبة القائمين بالتعدين بحل المشكلات الرياضية المعقدة باستخدام القوة الحسابية. يقوم المُعدن الأول الذي يحل المشكلة بإضافة كتلة جديدة إلى السلسلة ويحصل على مكافأة على شكل عملة مشفرة. وتتطلب عملية حل هذه المسائل الرياضية الكثير من الطاقة والقوة الحاسوبية، مما يزيد من صعوبة سيطرة الجهات الخبيثة على الشبكة.

ومع ذلك، فإن إثبات العمل لديه بعض العيوب الهامة. أولاً، أنها تستهلك الكثير من الطاقة، مما قد يؤدي إلى ارتفاع رسوم المعاملات وزيادة انبعاثات الكربون. ثانيًا، يمكن أن تكون عرضة لهجمات بنسبة 51%، حيث يكتسب المهاجم السيطرة على غالبية القوة الحسابية للشبكة، مما يسمح له بالإنفاق المزدوج والتلاعب بدفتر الأستاذ.

قراءة: هل يتعرض تعدين العملات المشفرة إلى انهيار لا رجعة فيه؟

إثبات الحصة (بوس)

إثبات الحصة (Proof of Stake) عبارة عن آلية إجماع أحدث تهدف إلى معالجة مشكلات استهلاك الطاقة وقابلية التوسع في إثبات العمل (PoW). يتم اختيار أدوات التحقق من صحة نظام PoS، والمعروفة أيضًا باسم Stackers، للتحقق من صحة الكتل الجديدة بناءً على كمية العملة المشفرة التي يمتلكونها و"المثبتة" على الشبكة. يتلقى المدققون رسوم المعاملات في شكل عملة مشفرة.

يتطلب إثبات الحصة (PoS) طاقة أقل بكثير من إثبات العمل (PoW) لأنه لا يعتمد على القائمين بالتعدين في حل المشكلات الرياضية المعقدة. يعد إثبات الحصة أيضًا أسرع بكثير، حيث تتم معالجة المعاملات في وقت أقل. ومع ذلك، فإن إثبات الحصة (PoS) أكثر عرضة للمركزية لأنها تكافئ أولئك الذين يمتلكون بالفعل كميات كبيرة من العملات المشفرة ويمكن أن تثني المستخدمين الجدد عن الانضمام إلى الشبكة. كاردانو, تعد Binance Smart Chain و Ethereum أمثلة على سلاسل الكتل PoS.

دليل التفويض الممنوح (دبوس)

يشبه إثبات الحصة المفوض PoS، ولكنه يضيف طبقة إضافية من الحوكمة. في نظام DPoS، يصوت أصحاب المصلحة لانتخاب مجموعة صغيرة من المندوبين المسؤولين عن التحقق من صحة المعاملات وإضافة كتل جديدة إلى السلسلة.

تعد DPoS أسرع من PoS نظرًا لوجود عدد أقل من أدوات التحقق من الصحة، وتسمح بقابلية أكبر للتوسع مع زيادة عدد المعاملات في الثانية. ومع ذلك، مثل PoS، يمكن أن تكون DPoS عرضة للمركزية نظرًا لأن المندوبين مسؤولون عن معظم عمليات التحقق واتخاذ القرار على الشبكة. Tron هو blockchain الأكثر شيوعًا الذي يستخدم DPoS.

إثبات السلطة (PoA)

إثبات السلطة هو آلية إجماع تعتمد على المدققين الموثوقين لإضافة كتل جديدة إلى السلسلة. في نظام PoA، تعد أدوات التحقق من الصحة عقدًا موثوقة تمت الموافقة عليها مسبقًا من قبل الشبكة وتكون هويتها معروفة لجميع المشاركين. تحافظ أجهزة التحقق على سلامة الشبكة. أنها تضمن إضافة المعاملات الجديدة إلى السلسلة.

يعتبر PoA أسرع بكثير وأقل استهلاكًا للطاقة من PoW، مما يجعله أكثر قابلية للتطوير وفعالية من حيث التكلفة للشبكات الأصغر. ومع ذلك، فهي أيضًا أكثر مركزية، حيث يتمتع المدققون بقدرة كبيرة وسيطرة على الشبكة. VeChain يستخدم آلية توافق آراء PoA.

إثبات الوقت المنقضي (PoET)

إثبات الوقت المنقضي هو آلية إجماع تستخدم بيئة تنفيذ موثوقة لتحديد أداة التحقق بشكل عشوائي. في نظام PoET، تنتظر كل عقدة على الشبكة فترة عشوائية من الوقت في البيئة الموثوقة، ويتم تحديد العقدة التي تنتظر أقصر فترة من الوقت للتحقق من صحة العقدة التالية.

إثبات الوقت المنقضي (PoET) هو آلية إجماع تقوم باختيار أداة التحقق عشوائيًا باستخدام بيئة تنفيذ موثوقة حيث تنتظر كل عقدة على الشبكة فترة عشوائية من الوقت. بمجرد تحديدها، تضيف العقدة الكتلة الجديدة إلى السلسلة وتتلقى مكافأة مقابل عملها. يعتبر PoET أسرع وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة من PoW، وأكثر قابلية للتوسع من PoS، ومناسب لشبكات blockchain الخاصة. ومع ذلك، يمكن أن يكون PoET مقيدًا بتوفر بيئة التنفيذ الموثوقة ويكون عرضة للهجمات من العقد الضارة. مسننة Hyperledger هي عبارة عن منصة blockchain تم تطويرها بواسطة مشروع Hyperledger التابع لمؤسسة Linux. ويستخدم PoET كآلية الإجماع الخاصة به.

التسامح مع الخطأ البيزنطي (BFT)

تعد تقنية التسامح مع الأخطاء البيزنطية (BFT) بمثابة آلية إجماع تمكن العقد الموجودة على الشبكة من التوصل إلى اتفاق بشأن حالة blockchain، حتى في حالة وجود عقد ضارة أو معيبة. يتطلب BFT أغلبية ساحقة أو عتبة من المدققين للموافقة على كل قرار، مما يضمن إمكانية الوصول إلى الإجماع حتى لو كان بعض المدققين ضارين أو معيبين. يتميز BFT بالمرونة والسرعة العالية، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات ذات المهام الحرجة التي تتطلب الموثوقية. ومع ذلك، يمكن أن تكون BFT معقدة وتستهلك الكثير من الموارد، وقد لا تكون مناسبة لجميع تطبيقات blockchain التي تتطلب مستويات عالية من اللامركزية. Tendermint, حبل و ميتا الفاشلة الميزان هي أمثلة على blockchains التي تستخدم آلية إجماع BFT.

عملية التسامح مع الأخطاء البيزنطية (pBFT)

يعد التسامح مع الأخطاء البيزنطية العملية (pBFT) نسخة محسنة من آلية الإجماع BFT، المصممة لتحسين كفاءة الإجماع في الشبكات واسعة النطاق. يتطلب pBFT أغلبية ثلثي المصادقين للتوصل إلى اتفاق. يستخدم pBFT نموذج قيادة متناوبًا لمنع تركيز القوة في أداة التحقق الواحدة. يعد pBFT سريعًا وفعالًا وشائع الاستخدام في شبكات blockchain الخاصة بالمؤسسات التي تتطلب مستويات عالية من الأمان والموثوقية. ومع ذلك، قد يكون pBFT أقل ملاءمة لشبكات blockchain العامة التي تتطلب درجة عالية من اللامركزية. Hyperledger النسيج blockchain تستخدم الشبكة آلية pBFT. نصاب قانوني عبارة عن blockchain تم تطويره بواسطة JP Morgan ويستخدم BFT في إسطنبول (IBFT). IBFT هو متغير pBFT.

الاتفاقية البيزنطية الفيدرالية (FBA)

الاتفاقية البيزنطية الموحدة (FBA) هي آلية إجماع تسمح لمجموعة من العقد الموثوقة بالتوصل إلى إجماع حول حالة blockchain. يتم تنظيم عقد نظام FBA في مجموعات أو "النصاب القانوني" الذي له عملية إجماع خاصة به. يختار كل نصاب مجموعة من "المدققين" المسؤولين عن الحفاظ على blockchain. للتوصل إلى توافق في الآراء، يقوم المدققون بتبادل الرسائل مع بعضهم البعض ومع النصاب القانوني الآخر. يستخدم FBA نظام تصويت يتطلب أغلبية كبيرة من المدققين للموافقة على المعاملة. عندها فقط تتم إضافتها إلى blockchain.

تستخدم شبكات blockchain المصرح بها عادةً إجماع FBA. المشاركون في الشبكات المرخصة معروفون وموثوقون. فهو يوفر طريقة سريعة وفعالة للتوصل إلى توافق في الآراء مع ضمان درجة عالية من الأمان والموثوقية. قد يكون FBA أقل ملاءمة لشبكات blockchain العامة التي تتطلب درجة عالية من اللامركزية. وقد تواجه أيضًا صعوبة في تحقيق الإجماع مع عدد محدود من المصادقين. تموج و ممتاز هما نوعان من سلاسل الكتل المشهورة جدًا والتي تستخدم آلية إجماع FBA.

رسم بياني دوري موجه (DAG)

تختلف آلية الإجماع للرسم البياني غير الدوري المباشر (DAG) عن هياكل blockchain التقليدية باستخدام رسم بياني موجه لتنظيم المعاملات والتحقق من صحتها. في نظام DAG، يتم التحقق من كل معاملة من خلال المعاملات السابقة. يمكن إضافة معاملات جديدة إلى الرسم البياني دون الحاجة إلى كيان مركزي للتحقق منها.

يؤكد DAG بشكل أسرع من أنظمة blockchain التقليدية. تقوم العقد المتعددة في الشبكة بالتحقق من صحة المعاملات في وقت واحد. ومع ذلك، قد تواجه DAG مشكلات قابلية التوسع مع تزايد عدد المعاملات في الرسم البياني. يمكن أن يكون الأمان أيضًا مصدر قلق نظرًا لأن DAG لا تستخدم blockchain واحدًا للتحقق من صحة المعاملات. IOTA, نانو و الهاديرا هاشغراف تستخدم blockchain الإجماع القائم على DAG.

آلية الإجماع الأكثر شيوعًا في العملات المشفرة حاليًا هي إثبات الحصة (PoS)، تليها مباشرة إثبات العمل (PoW). يكتسب إثبات الحصة (PoS) شعبية بسبب كفاءته في استخدام الطاقة مقارنة بإثبات العمل (PoW)، والذي يتطلب كميات كبيرة من الطاقة الحسابية. تقوم العديد من العملات المشفرة الجديدة بتطبيق إثبات الحصة (PoS). لقد انتقلت Ethereum، وهي واحدة من أكبر العملات المشفرة، من إثبات العمل (PoW) إلى إثبات الحصة (PoS). ومع ذلك، يظل إثبات العمل (PoW) شائعًا بين المؤسسات. تتمتع Bitcoin بتاريخ طويل في استخدام إثبات العمل (PoW) ولديها شبكة كبيرة من القائمين بالتعدين المستثمرين في النظام.

قراءة: إثبات الاحتياطي ينقذ صناعة العملات المشفرة في أفريقيا من شركات blockchain المزيفة

الطابع الزمني:

اكثر من ويب 3 افريقيا