بلاک چین غیرمتمرکز است شبکه همتا که دادههای فقط ضمیمه (افزودن به انتهای آن) را ذخیره میکند و یکپارچگی آن اطلاعات را در سراسر شبکه تأیید میکند. اعتبار سنجی جمعی صحت داده های گفته شده (دستیابی به اجماع) یکی از ویژگی های تعیین کننده یک بلاک چین است.
ایده بلاک چین به حداقل دهه 1990. تئوری اصلی این بود که داده ها را در شبکه ای از رایانه ها با استفاده از نوعی اجماع کپی کنید الگوریتم برای توافق بر روی هرگونه داده ای که باید اضافه شود. سپس، از رمزنگاری استفاده کنید هش زنجیر تا پایگاه داده عملاً تغییرناپذیر شود.
برای اطلاعات بیشتر در مورد بلاک چین و هش کردن، بررسی کنید مقاله بلاک چین ما. با این حال، در زیر به طور خاص بر روشهای مختلفی تمرکز میکنیم که انواع مختلف بلاکچینها در مورد دادههای اضافهشده به دنبالههای (زنجیره) دادهها (بلوکها) از طریق این موضوعات به اجماع میرسند:
تفاوتهای اصلی در مکانیسمهای مختلف اجماع بلاک چین حول چگونگی توزیع حق اضافه کردن دادهها به بلاک چین در بین شرکتکنندگان شبکه و نحوه اعتبارسنجی این دادهها توسط شبکه به عنوان حساب دقیق تراکنشها است.
مجموعه ای از فرآیندهای رایانه ای که این مشکلات را حل می کند، الگوریتم اجماع نامیده می شود، که همانطور که اشاره شد، مکانیسمی است که مسئول به روز رسانی ایمن وضعیت داده ها در سراسر یک شبکه بلاک چین معین است.
هر گره (رایانه) در شبکه به طور مستقل هر تراکنش را تأیید و پردازش می کند و بنابراین باید به وضعیت فعلی پایگاه داده، اصلاح درخواست شده توسط یک تراکنش معین و یک امضای دیجیتالی که مبدأ و صحت تراکنش را ثابت می کند، دسترسی داشته باشد. پس سوال این است که چگونه همه گره ها بر روی داده ها به اجماع (توافق) می رسند. بزرگترین مشکلی که بلاک چین ها قصد حل آن را دارند، نام دارد.مشکل ژنرال های بیزانس".
این مشکل که مدت طولانیتری نسبت به خود بلاک چین وجود داشته است، اساساً این است: چگونه میتوانید شبکهای از موجودیتهایی را که بر روی یک هدف متمرکز هستند، صرفاً بر اساس پیامهای ارسال شده بین خود، بدون اینکه اطلاعات توسط یک مخرب خراب شود، در یک راستا نگه دارید. بازیگر داخل شبکه؟ به عنوان مثال، اگر کسی سعی می کند ارز دیجیتال را از طریق یک شبکه ارسال کند، چگونه می توانید مطمئن شوید که جزئیات تراکنش توسط یک گره مخرب در شبکه دستکاری و تغییر نکرده است؟
اینجاست که مکانیزم اجماع به وجود می آید تا اطمینان حاصل شود که شبکه همگام می ماند و داده ها دستکاری نشده باقی می مانند. در زیر چند مورد از راه حل هایی که گروه های مختلف برای دستیابی به این نتیجه ارائه کرده اند آورده شده است.
اثبات کار در حال حاضر محبوب ترین مکانیسم اجماع برای بلاک چین است. «اثبات کار» که نام آن را توصیف میکند، فرآیندی است که شبکه بلاک چین ثابت میکند که الف خیش گره شبکه (گره های شبکه که تراکنش ها را در بلوک ها گروه بندی می کنند و آنها را تأیید می کنند) کارهای لازم برای ایجاد یک بلوک معتبر (گروه تراکنش ها) را انجام داده است. اگرچه تولید یک بلوک معتبر برای گرهها سخت است (قدرت پردازش کامپیوتری زیادی را میطلبد)، اما برای شبکه بسیار آسان است که معتبر بودن یک بلوک را تأیید کند.
این همه از طریق چیزی که a نامیده می شود انجام می شود عملکرد هش، که یک اثر انگشت دیجیتال منحصر به فرد برای یک قطعه داده خاص ایجاد می کند. از آنجایی که هش ها به تغییرات بسیار حساس هستند و حتی یک تغییر کوچک منجر به خروجی هش کاملاً متفاوتی می شود، از هش ها می توان برای اعتبارسنجی و ایمن سازی بلوک ها استفاده کرد.
برای تأیید اعتبار یک بلوک، ماینرها باید دو هش ایجاد کنند: یک هش از تمام تراکنشهای موجود در بلوک، و یک هش که ثابت میکند انرژی لازم برای تولید بلوک را با حل یک معمای رمزنگاری خاص با یک پیشفرض مصرف کردهاند. سطح مجموعه از مشکل. به طور خاص، معما یافتن عددی است که وقتی با دادههای موجود در تراکنشها ترکیب میشود و از طریق الگوریتم هش رد میشود، عددی در محدوده مشخصی که توسط برنامه ارز دیجیتال تنظیم شده است به دست میآید.
دشواری حل معما به طور خودکار در سیستمهای PoW تنظیم میشود تا یک دوره زمانی ثابت برای بلوکهای تراکنش به زنجیره بلوکی اضافه شود و هزینههای شبکه و پاداشهای جدید ارزهای دیجیتال برای استخراجکنندگان آزاد شود.
هش یک است عملکرد یک طرفه. نمی توان آن را معکوس کرد. به این ترتیب می توان تایید کرد که هر بلوک برای تولید آن نیاز به کار دارد. هر بلوک همچنین حاوی هش بلوک قبلی است، بنابراین هنگامی که همه بلوکها در بلاک چین ترکیب میشوند، تغییر آنها عملا غیرممکن میشود، زیرا انجام این کار مستلزم انجام مجدد تمام کارهای انجام شده برای تولید تک تک بلوکها در بلاک چین است.
به طور خلاصه، یک ماینر بلوکی از تراکنشهای معتبر ایجاد میکند، سپس الگوریتم PoW را روی آن اجرا میکند تا یک هش معتبر پیدا کند، و با تمام ماینرهای دیگر مسابقه میدهد تا ابتدا معما را حل کند. هنگامی که یک بلوک معتبر از طریق چنین اقدامی ایجاد می شود، بلاک به بلاک چین اضافه می شود و ماینر هزینه های شبکه و همچنین ارز دیجیتال جدید ایجاد شده را دریافت می کند.
الگوریتمهای هش متفاوتی برای مکانیسمهای اجماع PoW استفاده میشود که رایجترین آنها عبارتند از SHA-256 (به عنوان مثال بیت کوین) و اسکریپت (مثلا لایت کوین). دیگران شامل SHA-3, CryptoNight, بلیک-256, کوارک, اسکریپت-جین و سیستم های ترکیبی که از بیش از یک تابع هش استفاده می کنند.
اگرچه هک PoW از نظر تئوری تقریباً غیرممکن است زیرا از منابع موجود در دنیای فیزیکی برای ایمن سازی شبکه استفاده می کند، یکی از بزرگترین انتقادات آن نیز از همین جا است: منبعی که استفاده می شود برق است و تعداد زیادی از آن.
در واقع مجله علم مادربرد Vice، گزارش می دهد که 1.6 خانوار ایالات متحده می توانند برای یک روز با برق مصرف شده توسط یک تراکنش بیت کوین تغذیه شوند. تا سال 2020، بیت کوین می تواند به اندازه کل کشور دانمارک برق مصرف کند. و این فقط یک ارز دیجیتال (البته محبوب ترین) است.
از منظر کارایی و زیست محیطی، این ایده آل نیست و مقیاس آن برای استفاده اصلی بسیار دشوار است. بدتر شدن اوضاع، قدرت محاسباتی و هزینههای برق مورد نیاز برای رقابتی ماندن در ماینینگ در طول زمان به طرز چشمگیری افزایش یافته است. این امر باعث تمرکز قابل توجهی در شبکه های استخراج شده است، زیرا تنها بزرگترین و قدرتمندترین سازمان ها می توانند واقعاً رقابت کنند.
چند شرکت بزرگ و استخرهای ماینینگ اکنون بر محبوب ترین بلاک چین ها تسلط دارند، که کاملاً با اصل عدم تمرکز پایه گذاری بلاک چین ها مغایرت دارد.
علاوه بر اصول اخلاقی مشکوک این موضوع، متمرکزسازی همچنین منجر به یک مشکل امنیتی بالقوه به نام حمله 51٪ می شود. این زمانی است که یک ماینر، احتمالا یک استخر یا یک شرکت بزرگ، 51 درصد از قدرت محاسباتی شبکه بلاک چین را کنترل می کند. اگر چنین اتفاقی بیفتد، آنها میتوانند کل شبکه را با بیاعتبار کردن تراکنشهای واقعی یا اعتبار بخشیدن به تراکنشهای تقلبی خود برای «خرج مضاعف» وجوه (با استفاده از همان وجوه بیش از یکبار) مختل کنند.
خوشبختانه، این مشکلات با PoW بدون راه حل بالقوه نیست.
PoS بر این فرض استوار است که وقتی گرهها در شبکه ذینفع هستند (یعنی زمانی که آنها دارای واحد پول بلاک چین هستند) انگیزهای برای صادقانه و خوشنظم ماندن در گرههای شبکه دارند.
PoS به این صورت عمل میکند که ماینرها برخی از ارزهای دیجیتال خود را قفل میکنند تا نتوانند در حسابهای خاص «شرکتشده» استفاده شوند. گرههایی که توکنهای شرطبندی دارند، میتوانند بلوکهای تراکنشها را درست مانند سیستمهای PoW تأیید کنند، اما محاسبات رمزنگاری مورد نیاز برای تأیید بلوکها بسیار سادهتر هستند (و در نتیجه به نیروی رایانه بسیار کمتری نیاز دارند). به جای استفاده از پازلهای پیچیده که به رایانههای قدرتمندتر مانند PoW مزایایی میدهد، سیستمهای PoS به گونهای ساختار یافتهاند که گرههایی که دارای رمزارز بیشتری هستند، شانس بیشتری برای حل معمای رمزنگاری دارند.
به این ترتیب، اگرچه PoS کارآمدتر از PoW است، اما مشکل تمرکز قدرت ماینینگ را به طور کامل حل نمی کند، زیرا منطقاً خطر این است که ارز مورد استفاده توسط چنین سیستم هایی همچنان در دستان کمتر و کمتری متمرکز شود.
یکی از مشکلات کلیدی دیگر PoS، مشکل «هیچ چیز در خطر نیست» است، که در آن ماینرها ممکن است با رأی دادن به چندین تاریخچه بلاک چین در صورت فورک (یک بلاک چین به دو بخش) چیزی برای از دست دادن نداشته باشند. در صورت وجود فورک، سودآورترین استراتژی برای یک ماینر این است که در هر زنجیره استخراج کند، بنابراین صرف نظر از اینکه شبکه کدام فورک را شناسایی می کند، پاداش دریافت می کند.
این در تئوری میتواند منجر به اجماع شود که هرگز توسط شبکه حاصل نمیشود، یا به دوبرابر هزینههایی منجر شود که در آن مهاجم ممکن است بتواند یک تراکنش را ارسال کند، سپس یک فورک زنجیره بلاک را از یک بلوک پشت تراکنش شروع کند و به جای اینکه پول را برای خود بفرستد. جایی که قبلا ارسال شده بود این در یک سیستم PoS بیشتر از PoW امکان پذیر است زیرا هزینه کار بر روی چندین زنجیره بسیار کمتر است.
با این حال، یکی از مشکلاتی که PoS به کاهش آن کمک می کند، مشکل 51 درصدی است. حتی اگر یک ماینر 51 درصد از یک ارز دیجیتال را در اختیار داشته باشد، حمله به سیستمی که اکثریت سهام آن را در اختیار دارد، به نفع او نخواهد بود. البته در این مورد، بازیگران مخرب و دارای بودجه خوبی که ممکن است به سادگی بخواهند شبکه بلاک چین را به هر قیمتی از بین ببرند، در نظر گرفته نمی شود.
برخی از نمونه های بلاک چین که از این مکانیسم اجماع استفاده می کنند عبارتند از NEO، Stellar و Cardano.
با PoS کلاسیک، ماینرهایی با موجودی های کوچک بعید است که یک بلوک را استخراج کنند، همانطور که ماینرهای PoW با قدرت کامپیوتری کم بعید است که یک بلوک را استخراج کنند. نه تنها میتوان آن را کمتر منصفانه تلقی کرد، بلکه ممکن است منجر به یک شبکه امنتر نیز شود، زیرا اگر ماینرهای کوچک انگیزه بهتری داشته باشند، شبکه گرههای بیشتری خواهد داشت و در نتیجه ایمنتر خواهد بود.
LPoS به گرههای کمقدرت انگیزه میدهد و به آنها اجازه میدهد تا موجودی ارزهای دیجیتال خود را به «گرههای سهامداری» که توکنهای بیشتری دارند و در نتیجه احتمال استخراج یک بلوک معتبر را دارند، اجاره کنند. تمام سکههایی که به چنین گرههایی اجاره میشوند، «وزن» گره سهام را افزایش میدهند، که شانس آن را برای اضافه کردن یک بلوک به زنجیره بلوکی افزایش میدهد. سپس پاداش های دریافت شده توسط گره های سهامدار به طور متناسب بین تمام اجاره کنندگان تقسیم می شود. اجارهکنندگان همچنان میتوانند در هر زمانی توکنهای خود را جابهجا کرده یا خرج کنند، بنابراین بهطور خودکار «اجاره را شکستهاند».
به این ترتیب، موضوع تمرکز ماینینگ و/یا قدرت پولی را میتوان با اجازه دادن به همه گرهها برای کسب پاداشهای استخراج، بهتر محدود کرد.
مثال اصلی پروژه ای که از این نوع الگوریتم اجماع استفاده می کند Waves است.
در DPoS، دارندگان توکن ارزهای دیجیتال از موجودیهای خود برای انتخاب فهرستی از گرهها استفاده میکنند که میتوانند بلوکهایی را برای اضافه کردن به بلاک چین به اشتراک بگذارند. برای مثال، با بلاک چین EOS که هنوز راه اندازی نشده است، 21 «گره تولیدکننده بلوک» وجود خواهد داشت که توسط شبکه انتخاب می شوند.
اگرچه این کار برخی از مشکلات را حل می کند، مانند احتمال وقوع فورک ها (همه گره ها به فورکی تغییر نمی کنند که توسط 15 گره از 21 گره تولید کننده نهایی نشده است)، و مشکلات مقیاس پذیری که با PoW و PoS، یک بلاک چین DPoS رخ می دهد. بنا به تعریف متمرکز تر است، و نقاط ورود قابل دسترسی را برای کسی فراهم نمی کند تا بلاک ها را استخراج کند و پاداش بگیرد.
پروژه هایی که از این نوع مکانیزم اجماع استفاده می کنند عبارتند از Bitshares و EOS.
بلاک چین ها مجبور نیستند فقط به یک نوع مکانیسم اجماع بسنده کنند. محبوب ترین نوع زنجیره هیبریدی، هیبرید PoW/PoS است که معمولاً از اجماع اولیه PoW به صورت محدود استفاده می کند و سپس از PoS برای اعتبارسنجی بلوک های اضافه شده به بلاک چین استفاده می کند. استفاده از PoS مشکل حمله 51% را حل می کند در حالی که انرژی کمتری مصرف می کند. PoW مشکل هیچ چیز را حل می کند و در عین حال لایه دیگری از تغییر ناپذیری بلاک چین را تضمین می کند.
Peercoin یک بلاک چین است که از این روش ترکیبی استفاده می کند.
PoI مشابه PoS است، اما مکانیسم اجماع فاکتورهای دیگری را در مزیت دادن به گره ها در بلوک های ماینینگ نیز در نظر می گیرد.
برای مثال، با NEM، اولین بلاک چینی که PoI را پیادهسازی میکند، گرهها برای بهرهوری خود در شبکه پاداش دریافت میکنند که شامل موجودی آنها، همچنین تعداد و ارزش تراکنشها، از جمله دیگر عوامل «شهرت» است.
در این مکانیسم اجماع، هر گره یک کلید عمومی منتشر می کند. تراکنشهایی که از گره عبور میکنند توسط گره امضا و تأیید میشوند، و هنگامی که پاسخهای یکسان کافی در شبکه به دست آمد، اجماع از طریق معتبر بودن تراکنش حاصل میشود. این مکانیسم ساده نیازی به قدرت هش ندارد و به ویژه برای سیستم های ذخیره سازی مفید است.
PBFT دو مشکل بالقوه دارد. ابتدا، همه طرف های درگیر باید در مورد لیست دقیق شرکت کنندگان مورد اعتماد توافق کنند. ثانیاً، عضویت در چنین سیستم توافقی معمولاً توسط یک مقام مرکزی تعیین می شود. اگرچه این عوامل ممکن است آن را برای یک ارز دیجیتال غیرمتمرکز عمومی مناسب نسازد، اما ممکن است برای موارد دیگر مانند پلتفرمهای نگهداری دارایی دیجیتال خصوصی مفید باشد.
PBFT مکانیزم اجماع مورد استفاده توسط Hyperledger است.
قبل از ظهور بلاک چین، هیچ راه عملی برای اطمینان از اینکه داده ها در یک شبکه توزیع شده (به عنوان مثال، دفتر کل ارز دیجیتال) در برابر دستکاری گره های مخرب یا در معرض خطر باقی می مانند وجود نداشت. با تولد بیت کوین و PoW، نسل جدیدی از برنامه نویسان و مهندسان شروع به کار برای حل این مشکل کردند.
در نتیجه مکانیسمهای اجماع زیادی پدید آمدهاند، که اغلب آنها مدعی حل همان مشکل (ژنرالهای بیزانسی) هستند. از آنجایی که بلاک چین هنوز یک حوزه نسبتاً جدید است، مشخص نیست که کدام مکانیسمهای اجماع مفیدتر هستند و کدام یک از آنها دور خواهند شد. همانطور که اکنون مطرح است، مکانیسم های اجماع متفاوت یکی از عوامل اساسی است که ارزهای دیجیتال مختلف را متمایز می کند.
منبع: https://unhashed.com/cryptocurrency-coin-guides/blockchain-consensus-mechanisms/
- 2020
- 51٪ حمله
- دسترسی
- حساب
- عمل
- مزیت - فایده - سود - منفعت
- توافق
- الگوریتم
- الگوریتم
- معرفی
- اجازه دادن
- در میان
- دور و بر
- دارایی
- بزرگترین
- بیت کوین
- بلاکچین
- کاردانو
- شانس
- تغییر دادن
- سکه
- مشترک
- شرکت
- کامپیوتر
- محاسبه
- اجماع
- مصرف
- هزینه
- ارز رمزنگاری
- کریپتو کارنسی (رمز ارزها )
- واحد پول
- جاری
- وضعیت فعلی
- داده ها
- پایگاه داده
- روز
- عدم تمرکز
- غیر متمرکز
- دیجیتال
- دارایی دیجیتال
- ارز دیجیتال
- مختل کردن
- بهره وری
- برق
- انرژی
- محیطی
- EOS
- اصول اخلاق
- واقعه
- منصفانه
- امکانات
- هزینه
- نام خانوادگی
- تمرکز
- چنگال
- تابع
- بودجه
- بودجه
- دادن
- گروه
- هک
- مخلوط
- حس کردن
- چگونه
- HTTPS
- ترکیبی
- Hyperledger
- اندیشه
- افزایش
- اطلاعات
- علاقه
- گرفتار
- مسائل
- IT
- کلید
- بزرگ
- رهبری
- دفتر کل
- سطح
- محدود شده
- فهرست
- لیت کوین
- مسیر اصلی
- اکثریت
- ساخت
- مسائل
- کارگران معدن
- استخراج معدن
- استخرهای معدنی
- پول
- محبوبترین
- حرکت
- نزدیک
- NEM
- NEO
- شبکه
- شبکه
- گره
- عملیاتی
- دیگر
- چشم انداز
- سیستم عامل
- استخر
- استخرها
- محبوب
- بله
- بله
- قدرت
- خصوصی
- ساخته
- تهيه كننده
- بهره وری
- برنامه
- پروژه
- اثبات
- اثبات می کند
- عمومی
- کلید عمومی
- محدوده
- گزارش ها
- منابع
- منابع
- پاداش
- خطر
- مقیاس پذیری
- مقیاس
- علم
- تیم امنیت لاتاری
- تنظیم
- اشتراک گذاری
- به اشتراک گذاشته شده
- ساده
- کوچک
- So
- مزایا
- حل
- خرج کردن
- هزینه
- انشعاب
- سهام
- ردی
- شروع
- دولت
- ماندن
- ستارگان
- ذخیره سازی
- پرده
- استراتژی
- گزینه
- سیستم
- سیستم های
- زمان
- رمز
- نشانه
- تحمل
- تاپیک
- معامله
- معاملات
- ما
- ارزش
- رای گیری
- امواج
- چه شده است
- WHO
- ویکیپدیا
- در داخل
- مهاجرت کاری
- با این نسخهها کار
- جهان