شرح خوارزميات الإجماع في أنظمة البلوكشين

قبل البدء في هذه الفقرة، دعونا نحدد باختصار ما هو دفتر الأستاذ البلوكشين.

دفتر الأستاذ البلوكشين هو دفتر الأستاذ الرقمي اللامركزي الذي يسجل المعاملات ويقاوم التعديل. يسمح بمشاركة آمنة وشفافة للمعلومات دون الحاجة إلى سلطة مركزية. تحتوي كل كتلة في السلسلة على تجزئة تشفير فريدة، مما يؤدي إلى إنشاء سجل دائم وغير قابل للتلاعب لجميع المعاملات.

بمجرد تحديد ماهية دفتر الأستاذ، دعنا نتعمق في خوارزمية الإجماع!

تعد آلية الإجماع مكونًا مهمًا لشبكة العملات المشفرة التي تضمن سلامة وأمن دفتر الأستاذ. لا توجد سلطة مركزية في النظام اللامركزي للتحقق من المعاملات وتجنب الإنفاق المزدوج. بدلاً من ذلك، تعتمد الشبكة على طريقة الإجماع للسماح للمشاركين بالاتفاق على حالة دفتر الأستاذ.

تقوم آلية الإجماع بذلك من خلال إنشاء مجموعة من القواعد التي يجب على المشاركين الالتزام بها من أجل التحقق من صحة المعاملات وإضافتها إلى blockchain. تهدف القواعد إلى ضمان موافقة غالبية المشاركين على حالة دفتر الأستاذ، وتحديد أي محاولات للتلاعب بالشبكة أو إتلافها وحظرها. يجب أن يأخذ تصميم أنظمة الإجماع الأمن في الاعتبار.

اعتمادًا على تصميمها وافتراضاتها، توفر عمليات الإجماع المختلفة مستويات مختلفة من الأمان.

يُقصد بإثبات العمل (PoW)، على سبيل المثال، أن يكون آمنًا ضد 51٪ من الاعتداءات ولكنه يعاني من ارتفاع استهلاك الطاقة ومخاطر المركزية.

يُقصد بإثبات الحصة (PoS) أن يكون فعالًا من حيث الطاقة ولا مركزيًا، ولكنه قد يكون عرضة لقضايا المركزية ومعضلة «لا شيء على المحك».

لحل هذه المشكلات، يبحث الباحثون والمطورون في تقنيات الإجماع الجديدة التي من المحتمل أن توفر أمانًا محسنًا وقابلية التوسع. إثبات السلطة (PoA)، على سبيل المثال، هو آلية إجماع تحقق الإجماع من خلال استخدام التعريف والسمعة، في حين أن إثبات الحصة المفوض (dPoS) هو طريقة إجماع تسمح للمشاركين بتفويض سلطة التصويت للممثلين المختارين.

نظرة عامة على الأنواع المختلفة من خوارزميات الإجماع

تشمل آليات الإجماع إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS) وإثبات السلطة (PoA) وإثبات الحصة المفوض (dPoS).

إثبات العمل (PoW)

لإضافة كتل جديدة إلى بلوكتشين، يجب على مستخدمي الشبكة المعروفين باسم عمال المناجم حل الوظائف الرياضية الصعبة. تُمنح العملة لأول عامل منجم يحل التحدي ويضيف الكتلة. يُعتبر PoW آمنًا لأن حل المشكلات الرياضية معقد ويستهلك الكثير من الموارد، مما يجعل من غير العملي للمهاجمين التلاعب في بلوكتشين. بشكل عام، تستهلك PoW الكثير من الطاقة وقد تكون بطيئة مقارنة ببروتوكولات الإجماع الأخرى.

الأمان

يعتمد أمان PoW على حقيقة أنه من الصعب حسابيًا حل المشكلات الرياضية المطلوبة لإضافة كتل جديدة إلى blockchain. وهذا يجعل من غير الممكن للمهاجم تعديل بلوكتشين، حيث سيحتاج إلى غالبية القوة الحسابية للشبكة للقيام بذلك.

اقرأ المزيد: ما هو إثبات العمل؟

إثبات الحصة (PoS)

وفي طريقة الإجماع هذه، يتم اختيار المشاركين في الشبكة المعروفين باسم المدققين لإضافة كتل جديدة إلى بلوكتشين استنادًا إلى مقدار العملة المشفرة التي يمتلكونها واستعدادهم «للمشاركة» أو طرحها كضمان. يتلقى المدققون العملة المشفرة مقابل إضافة كتل جديدة إلى البلوكشين. يُعتقد أن PoS أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من PoW، ولكن أمنها يعتمد على حصة المدققين. إذا حاول المدقق الاعتداء على البلوكشين، فإنه يخاطر بفقدان حصته، ويكون بمثابة رادع.

الأمان

يعتمد أمان PoS على حصة المدققين، والتي تعمل كضمان. يتم تحفيز المدققين على التصرف بأمانة، حيث أنهم يخاطرون بفقدان حصتهم إذا تم القبض عليهم وهم يحاولون مهاجمة الشبكة. ومع ذلك، إذا كان المدقق يمتلك غالبية حصة الشبكة، فمن المحتمل أن يقوم بتعديل بلوكتشين، مما يجعل PoS عرضة لهجوم «لا شيء على المحك». هذا هو المكان الذي يمكن للمدققين فيه إنشاء إصدارات متعددة من البلوكشين لمحاولة مضاعفة إنفاق عملتهم المشفرة.

اقرأ المزيد: ما هو إثبات الحصة (PoS)؟

إثبات السلطة (PoA)

إثبات السلطة (PoA): بموجب طريقة الإجماع هذه، يتم اختيار مجموعة معتمدة مسبقًا من المدققين بناءً على سمعتهم أو سلطتهم لإضافة كتل جديدة إلى البلوكشين. عادة ما يتم اختيار المدققين لخبرتهم وموثوقيتهم. نظرًا لأن المدققين معروفون ويمكن محاسبتهم، فإن PoA يعتبر آمنًا. ومع ذلك، نظرًا لتقييد عدد المدققين، فإن PoA أكثر مركزية من PoW و PoS.

اقرأ المزيد: ما هو إثبات السلطة (PoA)؟

إثبات الحصة المفوضة (DPoS)

وبموجب إجماع dPoS، يصوت المشاركون في الشبكة لاختيار مجموعة من المندوبين الذين سيضيفون كتلًا جديدة إلى بلوكتشين. يتم تعويض المندوبين بالعملة المشفرة مقابل جهودهم. نظرًا لمحدودية عدد المندوبين، تعتبر dPoS سريعة وفعالة، ولكنها أيضًا أكثر مركزية من PoW و PoS.

اقرأ المزيد: ما هو إثبات الحصة المفوض (DPoS)؟

وصف آليات أمان الشبكة في أنظمة blockchain

في أنظمة البلوكشين، تعتبر آليات أمان الشبكة ضرورية لضمان سلامة واستقرار الشبكة. هناك العديد من آليات الأمان الرئيسية التي تستخدمها شبكات البلوكشين، بما في ذلك:

بنية الشبكة الموزعة

تعد بنية الشبكة الموزعة مكونًا رئيسيًا لأنظمة blockchain التي تسمح باللامركزية والتسامح مع الأخطاء. هذا يعني أن شبكة البلوكشين منتشرة عبر العديد من العقد، مما يقلل من احتمالية حدوث نقطة فشل واحدة. تشمل فوائد بنية الشبكة الموزعة ما يلي:

• اللامركزية والتسامح مع الأخطاء.

• انتشر عبر العديد من العقد، مما يقلل من احتمالية حدوث نقطة فشل واحدة.

• مقاوم للهجمات التي تحاول تدمير الشبكة.

التحقق من صحة العقدة

يعد التحقق من صحة العقدة آلية أمان أساسية في أنظمة البلوكشين، حيث يضمن أن المعاملات صالحة وأن الشبكة تظل آمنة وموثوقة. يتحمل المشاركون في الشبكة مسؤولية التحقق من المعاملات وإضافتها إلى blockchain. تشمل فوائد التحقق من صحة العقدة ما يلي:

• يتحمل المشاركون مسؤولية التحقق من المعاملات وإضافتها إلى البلوكشين.

• يساعد على منع المعاملات الاحتيالية.

• يضمن بقاء الشبكة آمنة وموثوقة.

• يتحقق من سلامة البيانات التي تمت إضافتها إلى البلوكشين.

تقسيم الشبكة

يعد تقسيم الشبكة آلية أمان مهمة تسمح لشبكة blockchain بمواصلة العمل حتى إذا تم فصل جزء منها عن بقية الشبكة. يتم تحقيق ذلك من خلال إنشاء شبكات فرعية أو أقسام، والتي يمكن أن تستمر في العمل بشكل مستقل حتى تتم استعادة الاتصال. تشمل فوائد تقسيم الشبكة ما يلي:

• يسمح للشبكة بمواصلة العمل حتى في حالة فصل جزء منها عن بقية الشبكة.

• يتم تحقيق ذلك من خلال إنشاء شبكات فرعية أو أقسام، والتي يمكن أن تستمر في العمل بشكل مستقل حتى تتم استعادة الاتصال.

• يضمن بقاء الشبكة مستقرة وآمنة، حتى في حالة حدوث فشل جزئي في الشبكة.
  من خلال تنفيذ آليات أمان الشبكة هذه، يمكن لأنظمة البلوكشين ضمان سلامة وموثوقية وأمن شبكتها، مما يجعلها حلاً جذابًا لمجموعة متنوعة من الصناعات والتطبيقات.

• مقالة ذات صلة: ما هي خوارزمية إجماع بلوكتشين؟