المقالة الأصليه : https://www.coindesk.com/short-guide-blockchain-consensus-protocols
نسمع الكثير من الحديث عن الكيفية التي ستغير بها blockchains العامة العالم ، ولكن لكي تعمل على نطاق عالمي ، يحتاج دفتر الحساب العام المشترك إلى خوارزمية إجماع عملية وفعالة وآمنة.
تقوم خوارزمية الإجماع ، مثل إثبات عمل (proof of work) البيتكوين (الذي نسمع عنه في أغلب الأحيان) ، بأمرين: فهي تضمن أن الكتلة التالية في blockchain هي النسخة الوحيدة من الحقيقة ، و تضمن أن عدم تمكن المهاجمين الأقوياء من عرقلة النظام و نسخ السلسلة بنجاح.
في إثبات عمل ، يتنافس عمال المناجم لإضافة الكتلة التالية (مجموعة من المعاملات) في السلسلة من خلال السباق لحل لغز تشفير صعب للغاية. أول من يحل اللغز ، يفوز في اليانصيب. كمكافأة على جهوده ، يتلقى المُعدِّن 12.5 عملة بيتكوين تم سكها حديثًا – ورسوم معاملة صغيرة.
ومع ذلك ، على الرغم من كونها تحفة فنية بحد ذاتها ، إلا أن إثبات عمل البيتكوين ليس مثاليًا تمامًا.
تشمل الانتقادات الشائعة أنها تتطلب كميات هائلة من الطاقة الحسابية ، وأنها لا تتوسع بشكل جيد (يستغرق تأكيد المعاملة حوالي 10-60 دقيقة) وأن غالبية التعدين تتمركز في مناطق من العالم حيث الكهرباء رخيصة.
أيقظنا ساتوشي ناكاموتو ، مبتكر البيتكوين ، على إمكانات blockchain ، لكن هذا لا يعني أننا لا نستطيع الاستمرار في البحث عن خوارزميات إجماع أسرع وأقل مركزية وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة لنقلنا إلى المستقبل.
على الرغم من أنها ليست قائمة شاملة ، فإن ما يلي هو عدد قليل من الأساليب البديلة التي يتم طرحها.
إثبات الحصة (Proof of stake)
البديل الأكثر شيوعًا لإثبات العمل هو إثبات الحصة.
في هذا النوع من خوارزمية الإجماع ، بدلاً من الاستثمار في معدات كمبيوتر باهظة الثمن في سباق لتعدين الكتل ، يستثمر “المصدق (validator)” في عملات النظام.
لاحظ المصطلح المصدق. هذا لأنه لا يوجد إنشاء عملة (تعدين) في إثبات الحصة. بدلاً من ذلك ، توجد جميع العملات المعدنية من اليوم الأول ، ويتم دفع المصادقين (يطلق عليهم أيضًا أصحاب المصلحة ، لأنهم يمتلكون حصة في النظام) بشكل صارم في رسوم المعاملات.
في إثبات الحصة ، تعتمد فرصتك في أن يتم انتقاؤك لإنشاء الكتلة التالية على جزء العملات المعدنية في النظام الذي تملكه (أو تخصصه كحصة (staking)). سيكون اختيار المصدق الذي لديه 300 قطعة نقدية أكثر بثلاث مرات من اختيار شخص لديه 100 قطعة نقدية.
بمجرد قيام المصدق بإنشاء كتلة ، لا يزال يتعين ريطها بـ blockchain. تختلف أنظمة إثبات الحصة المختلفة في كيفية التعامل معها. في Tendermint ، على سبيل المثال ، يجب أن توقع كل عقدة في النظام على كتلة حتى يتم الوصول إلى تصويت الأغلبية ، بينما في الأنظمة الأخرى ، يتم اختيار مجموعة عشوائية من الموقعين.
الآن ، نواجه مشكلة. ما الذي يمنع المدقق من إنشاء كتلتين والمطالبة بمجموعتين من رسوم المعاملات؟ وما الذي يثني الموقع عن التوقيع على هاتين الكتلتين؟ وقد أطلق على هذا اسم مشكلة “لا شيء على المحك“. المشارك الذي ليس لديه ما يخسره ليس لديه سبب لعدم التصرف بشكل سيء.
في مجال “اقتصاديات التشفير” المزدهر ، يستكشف مهندسو blockchain طرقًا لمعالجة هذه المشكلة وغيرها. تتمثل إحدى الإجابات في الطلب من المصدق لتأمين عملتهم في نوع من الخزنة الافتراضية.
إذا حاول المدقق وضع إشارة مزدوجة على النظام أو تفرع منه ، فسيتم قطع تلك العملات المعدنية.
كانت Peercoin أول عملة تنفذ إثبات الحصة ، تليها Blackcoin و NXT. تعتمد Ethereum حاليًا على إثبات العمل ، لكنها تخطط للانتقال إلى إثبات الحصة في أوائل عام 2018.
إثبات النشاط (Proof of activity)
لتجنب التضخم المفرط (ما يحدث عندما يغمر النظام الكثير من العملات) لن ينتج البيتكوين سوى 21 مليون بيتكوين. هذا يعني أنه في مرحلة ما ، سينتهي دعم مكافأة كتلة البيتكوين وسيتلقى عمال مناجم البيتكوين رسوم المعاملات فقط.
وتكهن البعض بأن هذا قد يتسبب في مشكلات أمنية ناتجة عن “مأساة العوام ” ، حيث يتصرف الناس من أجل المصلحة الذاتية ويفسدون النظام. لذلك ، تم إنشاء دليل على النشاط كهيكل حافز بديل لعملة البيتكوين. إثبات النشاط هو نهج هجين يجمع بين إثبات العمل وإثبات الحصة.
كدليل على النشاط ، يبدأ التعدين بطريقة إثبات العمل التقليدية ، حيث يتسابق عمال المناجم لحل لغز التشفير. اعتمادًا على التنفيذ ، لا تحتوي الكتل المُعدنه على أي معاملات (فهي أشبه بالقوالب) ، وبالتالي فإن الكتلة الفائزة ستحتوي فقط على رأس وعنوان مكافأة المُعدِّن.
في هذه المرحلة ، يتحول النظام إلى إثبات الحصة. بناءً على المعلومات الموجودة في العنوان، يتم اختيار مجموعة عشوائية من المصدقين لتوقيع الكتلة الجديدة. كلما زاد عدد العملات التي يمتلكها المصدق في النظام ، زادت احتمالية اختياره. يصبح القالب كتلة كاملة بمجرد توقيع جميع المصدقين عليه.
إذا لم يكن بعض المصدقين المختارين متاحين لإكمال الكتلة ، فسيتم تحديد الكتلة الفائزة التالية ، ويتم اختيار مجموعة جديدة من المدققين ، وهكذا ، حتى تتلقى الكتلة العدد الصحيح من التوقيعات. يتم تقسيم الرسوم بين عامل المنجم والمدققين الذين وقعوا على الكتلة.
انتقادات لإثبات النشاط هي نفسها لكل من إثبات العمل (مطلوب الكثير من الطاقة للكتل) وإثبات الحصة (لا يوجد ما يمنع المدقق من التوقيع المزدوج).
Decred هي العملة الوحيدة التي تستخدم حاليًا مجموعة متنوعة من إثبات النشاط.
إثبات الحرق (Proof of burn)
مع إثبات الحرق ، بدلاً من ضخ الأموال في أجهزة الكمبيوتر باهظة الثمن ، يمكنك “حرق” العملات المعدنية عن طريق إرسالها إلى عنوان لا يمكن استرجاعه فيه. من خلال ربط عملاتك المعدنية بألا تهبط أبدًا ، فإنك تكسب امتيازًا مدى الحياة للتعدين على النظام بناءً على عملية اختيار عشوائية.
اعتمادًا على كيفية تنفيذ إثبات الحرق ، قد يحرق المعدنون العملة الأصلية أو عملة سلسلة بديلة ، مثل البيتكوين. كلما قمت بحرق المزيد من العملات المعدنية ، كانت فرصة اختيارك لتعدين الكتلة التالية أفضل.
بمرور الوقت ، تتضاءل حصتك في النظام ، لذلك في النهاية سترغب في حرق المزيد من العملات المعدنية لزيادة احتمالات اختيارك في اليانصيب. (يحاكي هذا عملية تعدين البيتكوين ، حيث يتعين عليك الاستثمار باستمرار في المزيد من معدات الحوسبة الحديثة للحفاظ على قوة التجزئة.)
في حين أن إثبات الحرق هو بديل مثير للاهتمام لإثبات العمل ، فإن البروتوكول لا يزال يهدر الموارد بلا داع. انتقاد آخر هو أن قوة التعدين تذهب ببساطة إلى أولئك الذين هم على استعداد لحرق المزيد من الأموال.
العملة الوحيدة التي تستخدم إثبات الحرق هي slimcoin ، وهي عملة مشفرة تعتمد على عملة البيركوين. يستخدم مزيجًا من إثبات العمل وإثبات الحصة وإثبات الحرق ، ولكنه يكون شبه نشط فقط في هذا الوقت.
إثبات السعة (Proof of capacity)
كما رأينا ، تستخدم معظم هذه البروتوكولات البديلة نوعًا من نظام الدفع مقابل اللعب. لا يختلف إثبات السعة ، ولكن هنا يمكنك “الدفع” باستخدام مساحة على القرص الصلب. كلما زادت مساحة القرص الصلب لديك ، زادت فرصتك في استخراج الكتلة التالية وكسب مكافأة الكتلة.
قبل التعدين في نظام إثبات السعة ، تُنشئ الخوارزمية مجموعات بيانات كبيرة تُعرف باسم “المؤامرات (plots)” ، والتي تخزنها على محرك الأقراص الثابتة. كلما زاد عدد المؤامرات لديك ، زادت فرصتك في العثور على الكتلة التالية في السلسلة.
من خلال الاستثمار في تيرابايت من مساحة القرص الصلب ، فإنك تشتري لنفسك فرصة أفضل لإنشاء كتل مكررة وتقسيم النظام. ولكن مع إثبات القدرة ، ما زلنا نواجه مشكلة عدم وجود أي شيء على المحك لردع الفاعلين السيئين.
تشمل الاختلافات في إثبات السعة إثبات التخزين وإثبات المساحة. Burstcoin هي العملة المشفرة الوحيدة التي تستخدم نموذجًا لإثبات السعة.
إثبات الوقت المنقضي (Proof of elapsed time)
توصلت شركة إنتل لصناعة الرقائق إلى بروتوكول إجماع بديل خاص بها يسمى إثبات الوقت المنقضي. يعمل هذا النظام بشكل مشابه لإثبات العمل ، ولكنه يستهلك كهرباء أقل بكثير.
علاوة على ذلك ، بدلاً من جعل المشاركين يحلون أحجية التشفير ، تستخدم الخوارزمية بيئة تنفيذ موثوقة (TEE) – مثل SGX – لضمان إنتاج الكتل بطريقة اليانصيب العشوائية ، ولكن بدون العمل المطلوب.
يعتمد نهج Intel على وقت انتظار مضمون يتم توفيره من خلال TEE. وفقًا لشركة Intel ، تتسع خوارزمية الوقت المنقضي إلى آلاف العقد وستعمل بكفاءة على أي معالج Intel يدعم SGX.
المشكلة الوحيدة في هذا البروتوكول هي أنه يتطلب منك أن تضع ثقتك في Intel – وو عدم الثقة في طرف ثالث هو ما كنا نحاول الابتعاد عنه باستخدام blockchains العامة؟
إضافة تعليق