Follow Us
Facebooktwitteryoutube
YouTube
Promo
banner
Promo
banner

این چیزی است که شما باید در مورد اثبات بلاکچین کار بدانید

هجوم blockchain کم کم در حال تبدیل شدن به فرصتی برای تعمیرات اساسی سیستم های قدیمی و بهره وری بیشتر از آنها است. با این حال ، چیزهای بیشتری وجود دارد که مردم باید در مورد بلاکچین بدانند تا از نبوغی که در هسته اصلی آن است ، قدردانی کنند. یکی از جنبه های اصلی این فناوری اثبات بلاکچین الگوریتم کار است.

به اصطلاح فناوری Blockchain هنوز در ابتدای راه است ، اما در حال حاضر از نظر آنچه می تواند به آن کمک کند ، پتانسیل زیادی وجود دارد. قابل توجه است ، این فناوری در حال انتقال از چارچوب اساسی است که ارزهای رمزپایه بر روی آن اجرا می شوند و به فناوری دیگری تبدیل می شوند که انقلابی در صنایع ایجاد می کند..

الگوریتم اجماع چیست?

اساساً ، این فناوری به کاربران امکان تعامل بین نظیر به نظیر و بدون اختیارات مرکزی را می دهد. قابل ذکر است ، معاملات در صورت توافق در سراسر شبکه انجام می شود. به طور خاص ، الگوریتم اجماع همان چیزی است که شبکه های مختلف بلاکچین را از یکدیگر متمایز می کند. به عنوان مثال ، شبکه Bitcoin با شبکه Ethereum بر اساس الگوریتم اجماع متفاوت است.

از نظر فنی ، الگوریتم اجماع فرآیند تصمیم گیری در یک گروه است. به طور قابل توجهی ، اعضای گروه با سیستمی روبرو می شوند که فرآیندی را ساده می کند که از طریق آن می توانند در مورد یک موضوع خاص نقاط مشترک را پیدا کنند. برای اتفاق نظر ، حداقل اکثر شرکت کنندگان در یک گروه باید موافقت کنند و تصمیم موجود باید بتواند از این اکثریت بهره مند شود.

جالب اینجاست که الگوریتم های اجماع بلاکچین با استفاده از منطق مشابهی کار می کنند. علاوه بر این ، الگوریتم های اجماع بلاکچین اهداف خاصی دارند که به دنبال افزایش استفاده از شبکه های بلاکچین هستند. در مرحله اول ، الگوریتم متعهد می شود تا آنجا که ممکن است توافق بین گره های شرکت کننده را به گونه ای جمع کند که توافق گسترده ای وجود داشته باشد.

ثانیا ، توافق گسترده در داخل شبکه قرار است همکاری بین شرکت کنندگان را تسهیل کند. به طور خاص ، الگوریتم اطمینان حاصل می کند که هر توافقی که شرکت کنندگان در آن توافق می کنند منافع همه اعضا را تأمین می کند. سوم ، توافق نامه همکاری را به گونه ای پرورش می دهد که هر فردی در جهت منافع جمعی شبکه فعالیت کند.

بعلاوه ، الگوریتم تلاش می کند تا اطمینان حاصل کند که همه شرکت کنندگان از حقوق مساوی به عنوان یک رابطه همتا با همتا برخوردار هستند. در نهایت ، پرورش محیطی که همه از حقوق برابر برخوردار باشند ، مشارکت و فعالیت فردی شرکت کنندگان را تسهیل می کند.

انواع الگوریتم های اجماع

همانطور که قبلا توضیح داده شد ، الگوریتمهای اجماع انواع مختلفی دارند و بر اساس آنها شبکه های مختلف بلاکچین وجود دارد. قابل توجه است ، هر الگوریتم ویژگی های منحصر به فرد خود را دارد که آن را متمایز می کند و از طریق مکانیسم های مختلف به توافق در شبکه می رسد. در حال حاضر ، تعداد زیادی الگوریتم اجماع بلاکچین وجود دارد. با این حال ، دو مورد اصلی Proof-of-Work (PoW) و Proof-of-Stake (PoS) هستند.

الگوریتم اثبات کار Blockchain چیست?

این قدیمی ترین سازوکار اجماع و سازوکاری است که در حال حاضر محبوب ترین است. قابل ذکر است ، اولین ذکر الگوریتم ها قبل از اختراع شبکه بیت کوین است. جالب توجه است ، تحقیقات در مورد الگوریتم به اوایل دهه 90 برمی گردد که در آن مونی ناور و سینتیا درورک مقاله ای را در سال 1993 منتشر کردند. در مقاله ، نویسندگان پتانسیل الگوریتم را برای جلوگیری از تقلب کشف کردند.

در سال 1999 ، یک محقق دیگر در رمزنگاری ، مارکوس یاکوبسون اصطلاح “اثبات کار” را ابداع کرد و تا زمانی که ساتوشی ناکاموتو با اختراع بیت کوین جهان را غافلگیر کرد ، آن را ثابت نگه داشت. به طور خاص ، شبکه بلاکچین بیت کوین به سادگی یک تحقیق است که اولین مراحل آن به سال 1993 برمی گردد.


الگوریتم PoW همچنان محبوب ترین است زیرا در بین معدود مواردی که نمی توان به خطر بیفتند. از نظر فنی ، یکی از آن الگوریتم هایی است که می تواند تحمل گسل بیزانس را بدست آورد. قابل توجه ، تحمل گسل بیزانس (BFT) به سادگی توانایی یک سیستم برای مقاومت در برابر خرابی هایی است که با مشکل ژنرال های بیزانس مرتبط هستند.

این بدان معناست که شبکه می تواند با موفقیت از موقعیت هایی جلوگیری کند که برخی از گره ها می توانند بر خلاف اجماع عمل کنند. در زمینه فناوری بلاکچین ، بدیهی است که شبکه های بلاکچین اختیار مرکزی برای تعدیل معاملات ندارند. در عوض ، دفتر عمومی در بین همه شرکت کنندگان توزیع می شود ، از این رو فناوری blockchain که به عنوان فناوری دفتر توزیع شده (DLT) نیز شناخته می شود.

با توجه به اطلاعات ارزشمندی که در دفتر عمومی ذخیره می شود ، احتمال زیادی وجود دارد که برخی از بازیگران بد بخواهند برای سودهای خودخواهانه گسل ایجاد کنند. به همین ترتیب ، این بازیگران بد مسئله مشاغل عمومی بیزانس را ارائه می دهند. به این ترتیب ، برای جلوگیری از بروز چنین مشکلی ، نیاز است که شبکه بلاکچین دارای Bizantine Fault Tolerance باشد.

PoW چگونه کار می کند?

واضح است که الگوریتم PoW بسیار ایمن است زیرا می تواند در برابر BFT مقاومت کند. جالب اینجاست که این نحوه عملکرد آن باعث امنیت بیشتر آن می شود ، از این رو بسیار محبوب است. بدون مشخصه BFT ، یک عضو شبکه می تواند معاملات را جعل کند و از این رو قابلیت اطمینان بلوک تولید شده توسط تراکنش را به خطر بیندازد..

یک الگوریتم PoW به گونه ای کار می کند که گره های درون شبکه نیاز به حل یک مسئله ریاضی دارند تا بتوانند بلاک بعدی را ایجاد کنند. هر کسی که اولین کسی است که می تواند راه حل مسئله ریاضی را پیدا کند ، اجازه اجماع را برای انتخاب بلوکی که باید در کنار سیستم عامل اضافه شود ، می گیرد.

در نتیجه ، این گره موفق ارز را به عنوان پاداش دریافت می کند. در یک شبکه بیت کوین ، پاداش یک رمز بیت کوین است. بنابراین ، انگیزه ای برای ادامه حل مسائل ریاضی وجود دارد تا بتوانید مجوز انتخاب بلوک بعدی را بدست آورید. همچنین ، اکنون روشن است که چرا برخی از گره ها مایل به جعل معاملات هستند و از این رو نیاز به تحمل خطای بیزانس دارند.

با این وجود دریافت جواب مسئله ریاضی آسان نیست. در این صورت ، گره ها باید از طریق بی رحمی راه حل مسئله را پیدا کنند. این بدان معناست که آن گره هایی که بالاترین قدرت محاسباتی را دارند ، بیشترین احتمال را دارند که راه حل مسئله ریاضی را پیدا کنند. قابل ذکر است ، این گره هایی که در محاسبه شرکت می کنند ماینر و روند حل مسئله استخراج نامیده می شوند.

چرا Blockchain Proof of Work موفق است

فرآیند استخراج انرژی زیادی دارد زیرا برای حل هر یک از مشکلات پی در پی به توانایی محاسباتی بیشتری نیاز دارد. بدین ترتیب ، این فرآیند انرژی الکتریکی زیادی را مصرف می کند. بعداً این جنبه را بررسی خواهیم کرد و این یکی از دلایل دور شدن افراد از الگوریتم به گزینه های دیگر است. با این وجود ، به دو دلیل PoW در حال حاضر کاملاً موفق است.

اولاً ، یافتن راه حل برای مسئله ریاضی کاملاً دشوار است. بنابراین ، گره ها باید وقت خود را در محاسبات دشوار صرف کنند. جالب است که تأمین نیروی محاسباتی کاملاً محدود است و به این معنی است که تعداد کمی از بازیگران به آن دسترسی دارند. جالب توجه است ، این ویژگی دلیل اصلی عدم امکان تقلب گره ها در هنگام معاملات است.

به عنوان مثال ، بگذارید فرض کنیم که یک بازیگر بد می خواهد به شبکه و داده های خطای ثبت شده در یک بلوک خاص حمله کند. اگر کل شبکه ده بلوک داشته باشد و بلوک هدف بازیگر بد شماره هفت باشد ، بازیگر بد باید داده های مربوط به بلوک ده ، نه هشت و سپس هفت را تغییر دهد ، که هدف است. با توجه به توان محاسباتی مورد نیاز برای استخراج یک بلوک ، تغییر داده در چهار بلوک برای شخص تقریباً غیرممکن است. اساساً هیچ رایانه ای با توانایی حل چنین مشکلی وجود ندارد.

در مرحله دوم ، PoW موفقیت آمیز است زیرا ، هنگامی که یک گره بلوک ایجاد می کند ، گره های دیگر می توانند فرآیند منجر به راه حل را به راحتی بررسی کنند. قابل توجه ، این تا حدودی به دلیل ماهیت مسئله نیاز به راه حل است. برای حل مسئله ، استخراج کننده باید به پاسخی برسد که کمتر از یک مقدار از پیش تعیین شده باشد.

به عنوان مثال ، شبکه می تواند مقداری مانند 10 را ارائه دهد. برای اینکه راه حل صحیح باشد ، باید مطمئن شوید که راه حل کمتر از 10 یعنی 9 است. اگر یک ماینر با موفقیت به 9 برسد ، گره های دیگر به راحتی روشی را که ماینر برای رسیدن به محلول استفاده می کرد دنبال می کنند. با این وجود ، در صورت جعل معامله پیچیده می شود.

آینده برای اثبات کار چیست

همانطور که قبلاً ذکر شد ، اثبات کار برای تکمیل محاسبات ، انرژی زیادی را جمع می کند. جالب اینجاست که این یکی از مهمترین نقاط شکست است که ناقضان الگوریتم آن را صدا می زنند. تا نوامبر سال گذشته, گزارش ها نشان داد که استخراج بیت کوین به ارزش یک دلار از نظر انرژی صرف شده دو برابر گرانتر از طلا ، مس یا پلاتین است.

با توجه از نظر محققان ، استخراج بیت کوین به ارزش یک دلار به بیش از 17 مگاژول انرژی نیاز دارد. جالب اینجاست که برای استخراج طلا فقط پنج مگاژول ، برای استخراج مس چهار و برای تهیه پلاتین فقط 7 مگاژول طول می کشد. بنابراین ، گرانتر شده است و با توجه به اینکه قیمت ارز رمزپایه کاملاً بی ثبات است ، این پروژه بسیار گران تر شده است.

همچنین ، وقتی بلوک های بیشتری به زنجیره بلوک موجود اضافه می شوند ، روند حل مشکلات برای بلوک های بعدی دشوارتر می شود. قابل توجه است که فرایند محاسبات بسیار دشوارتر است و به همین ترتیب ، به سخت افزار پیچیده تری نیاز است که بتواند محاسبات را کنترل کند. در نتیجه ، قیمت سخت افزار استخراج به طور تصاعدی در حال افزایش است.

آنچه همه این مسائل ارائه می دهند آینده ای است که برای این الگوریتم تا حدی تاریک است. جالب اینجاست که دولتهایی وجود دارند که از قبل فعالیت معدنی را با توقف مجازات روبرو کرده اند تا بتوانند قوانینی مناسب برای تأمین انرژی بالای معدن تهیه کنند. در حال حاضر ، برخی از شبکه های بلاکچین مانند Ethereum که در ابتدا به الگوریتم PoW متکی بودند ، در حال انتقال به گزینه های دیگر مانند اثبات سهام هستند. در واقع ، یک احتمال واقعی وجود دارد که پروتکل در تلاش برای منطقی سازی استفاده از آن ، دستخوش تغییرات اساسی شود یا مردم آن را کاملا رها کنند.

چالش های PoW

همانطور که قبلاً بحث شد ، PoW با تهدیدهای موجود از چالش های اصلی روبرو است. از نظر مصرف انرژی ، از قبل مشخص شده است که الگوریتم هنگام استفاده از برق بسیار بخشنده نیست. به این موارد ، افزایش هزینه سخت افزار استخراج اضافه می شود و همه با سردرد گزنده در مورد نحوه مدیریت الگوریتم باقی می مانند.

بنابراین ، واضح است که چالش عمده ای که الگوریتم PoW با آن روبرو است ، افزایش هزینه حل مسائل محاسباتی است. قابل ذکر است ، برای استخراج فقط یک بیت کوین باید به طور متوسط ​​4،758 دلار در ایالات متحده هزینه کرد. در آلمان ، این هزینه به 14275 دلار می رسد در حالی که کره جنوبی با 26170 دلار گرانترین است. جالب اینجاست که CoinMarketCap این را نشان می دهد قیمت از یک بیت کوین در حال حاضر 4089 دلار است. بنابراین ، واضح است که اگر یک معدنچی در ایالات متحده ، آلمان و کره جنوبی انجام دهد در صورت انجام هرگونه فعالیت معدنکاری ، خسارات زیادی متحمل خواهد شد.

چالش دیگری که الگوریتم PoW با آن روبرو است این است که واقعاً غیرمتمرکز نیست. ناظران آگاه به این نکته اشاره می کنند که در هر برهه از زمان ، فقط یک گره مسئول نگهداری دفتر می باشد. این همان شخصی است که اجازه انتخاب بلوک بعدی را دارد و همان شخصی است که پس از اضافه شدن بلوک پاداش دریافت می کند.

در حال حاضر ، کاربران فناوری blockchain هستند خواستار برای یک تغییر اساسی در اداره دفترچه ها در یک شبکه بلاکچین. به طور خاص ، کاربران می خواهند دفترها به طور همزمان در بسیاری از همتا زندگی کنند تا از گرایش “دیکتاتور” گره منفردی که دفتر را میزبانی می کند ، در هر نقطه خاص جلوگیری کنند. اساساً ، این بدان معنی است که دفتر را به قطعات زیادی تقسیم می کنیم ، به طوری که هیچ گره ای تصویری واضح از محتویات دفتر ندارد..

جایگزین الگوریتم اثبات بلاکچین

در تلاش برای بهبود فضای بلاکچین ، برخی از توسعه دهندگان گزینه های دیگری برای الگوریتم اثبات بلاکچین کار ارائه دادند که به سادگی انواع دیگری از الگوریتم های اجماع هستند. تا کنون ، گزینه های بی شماری وجود دارد ، که برخی از آنها قبلا ذکر شد. در اینجا ، ما فقط یکی از گزینه های اثبات خطر را بررسی خواهیم کرد.

اثبات سهام بلاکچین

به عنوان یک الگوریتم اجماع ، اثبات سهام اولین بار در سال 2011 ، دو سال پس از اثبات کار ، به صحنه بلاکچین وارد شد. تفاوت عمده بین اثبات کار و اثبات سهام این است که کاربران دومی برای دستیابی به اتفاق نظر مجبور نیستند مشکلات پیچیده ای را حل کنند. برعکس ، کاربران فقط باید از ارز رمزنگاری شده به عنوان سهمی که برای دستیابی به آن اتفاق نظر دارند استفاده کنند.

هم اکنون به چگونگی کارکرد آن می پردازیم. تمام شرکت کنندگان در یک شبکه بلاکچین که از پروتکل PoS استفاده می کنند باید دارای این موارد باشند ارز رمزنگاری شده پایه برای شرکت در اجماع سازی به عنوان مثال ، اگر شبکه بلاکچین Ethereum با موفقیت به PoS منتقل شود ، کاربران برای شرکت در برنامه های خود باید Ether داشته باشند..

برای شرکت کنندگانی که مایل به استخراج بلوک بعدی هستند ، لازم است ارز مورد نظر خود را سهام خود قرار دهند. جالب اینجاست که شانس انتخاب بلاک بعدی به میزان رمزگذاری ذخیره شده بستگی دارد. به عنوان مثال ، اگر کل سهام یک شخص به 2٪ از کل رمزگذاری های موجود در شبکه برسد ، گره 2٪ احتمال تقلید از بلوک بعدی را دارد.

بنابراین ، در حالی که استخراج هنوز در این پروتکل وجود دارد ، روشن است که این امر به محاسبات مانند اثبات کار بستگی ندارد. علاوه بر این ، پروتکل اثبات سهام معدنچی را به طور تصادفی انتخاب می کند و از نظر هزینه معامله پاداش دریافت می کند. بنابراین ، احتمال زیادی وجود دارد که هر کس در بین اعتبارسنجان دارای سهام ، مسئولیت استخراج را بدست آورد. علاوه بر این ، از آنجا که هر عملی تصادفی است ، تمرکززدایی بسیار بیشتری وجود دارد.

محاسن سهام اثبات

در این حالت ، بدیهی است که میزان مصرف برق در مقایسه با الگوریتم اثبات بلاکچین ، تقریباً غیر قابل توجه است. به جلو ، پروتکل هایی که نیاز به انرژی آنها کم است برجسته می شوند ، زیرا هزینه های برق در حال افزایش است. علاوه بر این ، این واقعیت که الگوریتم انرژی کمتری مصرف می کند ، نشان می دهد که برای تسهیل فرآیند استخراج به سخت افزار پیچیده ای نیاز ندارد. در نهایت ، این شواهدی از مقرون به صرفه بودن پروتکل در کوتاه مدت و بلند مدت است.

یکی دیگر از شایستگی های اثبات سهام ، تصادفی سازی روند انتخاب گره مسئول فرآیند استخراج است. اگر انتخاب فقط به میزان سهمی که در اختیار دارد بستگی به یک عقب گرد بزرگ داشته باشد. به این ترتیب ، فقط ثروتمندترین گره های سیستم عامل می توانند معاملات را انجام دهند و به ثروت خود ادامه دهند..

برعکس ، فرآیند تصادفی تضمین می کند که هر کسی که دارای سهام باشد ، شانس واقعی شرکت در روند استخراج را دارد. همچنین ، این مدرکی است مبنی بر عدم تمرکز واقعی که در آن ، بر خلاف PoW ، هیچ گره دیگری مسئول کل دفتر در هر برهه از زمان نیست..

بعلاوه ، فرایندی که اثبات می شود یا کار می کند نه تنها انرژی بر نیست بلکه زمان بر است. قابل ذکر است ، بین 40 تا 60 دقیقه طول می کشد تا اعتبار سنج ها معاملات در یک شبکه بلاکچین را تحت پروتکل اثبات کار تأیید کنند. برعکس ، روند اعتبارسنجی در بستر PoS سریع است زیرا استخراج سریع و کارآمد است. به همین دلیل ، شبکه Ethereum انتظار دارد تعداد معاملات در ثانیه پس از مهاجرت به PoS ، به میزان قابل توجهی افزایش یابد.

ضعف PoS

جای تعجب نیست که برای یک فناوری جدید که هنوز در دست توسعه است ، PoS مشکلات مختلفی دارد که در صورت مواجه شدن ممکن است مشکل ایجاد کند. اول ، این واقعیت که اعتبار سنج ها برای اینکه بتوانند استخراج کنند فقط به ارز رمزنگاری شده خود نیاز دارند ، یک مشکل بزرگ است. به طور خاص ، این بدان معنی است که هر بازیگر بدی که می تواند مقدار بسیار زیادی توکن تهیه کند ، می تواند ناگهان بر سایر اعتبار سنجها غلبه کند و کنترل شبکه را بدست آورد..

با این حال ، قوانین اقتصاد از شبکه در برابر چنین حمله ای محافظت می کند. به طور خاص ، هر جهش ناگهانی در نرخ خرید توکن باعث افزایش شدید قیمت توکن ها می شود تا حدی که برای مهاجم غیرقابل کنترل می شود.

ثانیاً ، احتمال سرکش بودن گره اعتبارسنجی و تأیید معاملات مخرب وجود دارد. تهدید دیگری با همان ماهیت می تواند در صورت وجود یک شاخک شبکه باشد. به گفته ناظران آگاه ، این امکان وجود دارد که گره ها در هر دو طرف چنگال ها نشانه بگیرند ، به طوری که آنها می توانند معامله دوگانه انجام دهند.

در کاهش ، برخی از توسعه دهندگان در حال ایجاد ترکیبی از PoW و PoS هستند که به موجب آن کاربران نمی توانند دو بار هزینه کنند. در اینجا ، هنگامی که شبکه شبکه وجود دارد ، نشانه های آنها فوراً بی ارزش می شوند. به عنوان مثال ، Ethereum در حال کار بر روی نسخه بهبودیافته PoS به نام “Casper” است که به مهار چنین اعتبار سنج های سرکش کمک خواهد کرد..

خلاصه / نظرات پایانی

فناوری بلاکچین به دلیل نیاز به امنیت شدیدتر و عدم تمرکز بیشتر ، در حال تحول اساسی است. بعلاوه ، هزینه استخراج معدن به طور قابل توجهی زیاد است و علاقه مندان بسیاری در کنار جاده رها می شوند. بنابراین ، نیاز به الگوریتم اجماع برای پشتیبانی از روشهای ارزان تر و سریعتر برای تضمین کاربرد طولانی مدت این فناوری است..

پروتکل اصلی اجماع که امروزه رایج است اثبات کار است. قابل ذکر است ، الگوریتم بیت کوین و اتریوم (قبل از مهاجرت کامل به اثبات سهام) را تأمین می کند. به طور خاص ، الگوریتم به دلیل ویژگی تحمل گسل بیزانس (BFT) هنوز مورد علاقه است. با این حال ، طبیعت فشرده انرژی یک تهدید وجودی را تهدید می کند.

پروتکل اجماع جایگزین اثبات سهام است که اعتبارسنجان از ارز رمزنگاری شده خود برای شرکت در استخراج استفاده می کنند. به طور خاص ، الگوریتم انرژی و مقرون به صرفه است و روند تأیید سریع است. در زیر مقایسه ای دقیق از دو الگوریتم آورده شده است.

مقایسه اثبات کار و اثبات الگوریتم های سهام
مشخصه Blockchain اثبات کار Blockchain اثبات سهام
معدن ماینر از طریق توانایی حل یک مسئله پیچیده محاسباتی انتخاب می شود هر کسی که سهام داشته باشد این شانس را دارد که استخراج کننده باشد و هیچ محاسباتی را شامل نمی شود
اعتبار سنجی مدت زمان بیشتری طول می کشد زیرا اعتبار سنج ها مجبورند محاسبات ساخته شده توسط استخراج کننده را دوباره پیدا کنند کوتاه تر می شود زیرا محاسباتی در کار نیست
مقیاس پذیری از آنجا که همه گره ها باید در اعتبار سنجی شرکت کنند ، مقیاس بندی الگوریتم دشوار است همه گره ها در اعتبار سنجی شرکت نمی کنند و از این رو سریع و بسیار مقیاس پذیر است
مصرف انرژی با توجه به ماهیت محاسباتی اعتبار سنجی ، کاملاً انرژی بر است. این بسیار کارآمد است زیرا به هیچ نوع محاسبه ای احتیاج ندارد
Cryptojacking بازیگران بد احتمالاً برای تأمین نیروی محاسباتی بیشتر استخراج ، رایانه های دیگر را “رمزنگاری” می كنند هیچ کس در معرض خطر Cryptojacking نیست زیرا استخراج به نیروی محاسباتی زیادی احتیاج ندارد

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Adblock
detector