الگوریتم اجماع بلاکچین مکانیسمی است که برای کاربرها یا سیستم‌ها امکان هماهنگی در محیط توزیع‌شده را فراهم می‌کند. این مکانیسم ابتدا باید مطمئن شود که همه عوامل سیستم می‌توانند درباره منبع حقیقی به‌توافق برسند؛ حتی اگر برخی از عوامل از کار بیفتند. به‌عبارت‌دیگر، سیستم باید خطاها را به‌سرعت پیدا و برطرف کند.
در سیستم متمرکز، نهادی واحد قدرت کنترل سیستم را دارد. در اغلب مواقع، آنها می‌توانند به‌دلخواه تغییراتی ایجاد کنند. برای دستیابی به اتفاق‌نظر در بین بسیاری از مدیران، سیستم حاکمیتی پیچیده‌ای وجود ندارد.
در سیستم غیرمتمرکز، این داستان کاملاً متفاوت است. فرض کنید در حال کار با پایگاه داده توزیع‌شده هستید. چگونه می‌توانید درباره اطلاعاتی که اضافه می‌شوند، به‌توافق برسید؟
غلبه بر این مشکل در محیطی که افراد به یکدیگر اعتماد ندارند، شاید مهم‌ترین تحول باشد که راه را برای بلاکچین‌ها در بازار خرید ارز دیجیتال هموار می‌کند. در این مقاله از بلاگ تترلند، الگوریتم اجماع بلاکچین را به‌طور کامل معرفی می‌کنیم؛ پس تا پایان با ما همراه باشید.
الگوریتم اجماع بلاکچین و ارز رمزنگاری‌شده
در بازار خرید ارز دیجیتال، اطلاعات مربوط به تراکنشات فروش یا خرید ارز دیجیتال کاربران در پایگاه داده، یعنی بلاکچین، ثبت می‌شود. پس هر گره کپی یکسانی از پایگاه داده داشته باشد؛ وگرنه به‌زودی با اطلاعات متناقضی روبه‌رو خواهید شد و کل هدف شبکه ارز رمزنگاری را تضعیف خواهید کرد.
رمزنگاری کلید عمومی تضمین می‌کند که کاربران نمی‌توانند ارزهای یکدیگر را خرج کنند؛ اما هنوز‌هم باید منبع واحدی از حقیقت وجود داشته باشد که شرکت‌کنندگان شبکه به آن اعتماد کنند تا بتوانند تعیین کنند آیا بودجه قبلاً هزینه شده است یا خیر. Satoshi Nakamoto، خالق بیتکوین، سیستم اثبات کار را برای هماهنگی شرکت‌کنندگان پیشنهاد داد.
انواع الگوریتم اجماع بلاکچین
اثبات کار (PoW)
اثبات کار (Proof of Work به‌اختصار PoW) جزء اصلی الگوریتم‌های اجماع بلاکچین درزمینه فروش یا خرید ارز دیجیتال است. این الگوریتم اولین‌بار در بیتکوین اجرا شد؛ اما مفهوم واقعی آن مدتی است که وجود دارد. در اثبات کار، اعتبارسنج‌ها که به آنها ماینر نیز گفته می‌شود، داده‌هایی که می‌خواهند اضافه کنند، هش می‌کنند تا زمانی‌که راه‌حلی خاص تولید کنند.
هش رشته‌ای به‌ظاهر تصادفی از حروف و اعداد است که هنگام اجرای داده‌ها ازطریق تابع هش ایجاد می‌شود؛ اما اگر داده‌های مشابه را دوباره ازطریق آنها اجرا کنید، همیشه با همان خروجی مواجه خواهید شد. هرچند اگر حتی جزئیات کوچکی را تغییر دهید، هش شما کاملاً متفاوت خواهد بود.
با نگاه‌کردن به خروجی، نمی‌توانید بگویید چه اطلاعاتی در عملکرد وارد شده است. بنابراین، آنها برای اثبات این موضوع مفید هستند که شما قطعه‌ای از اطلاعات را قبل از زمان مشخصی می‌دانید. شما می‌توانید هش خود را به کسی بدهید و وقتی بعداً داده‌ها را فاش کردید، آن شخص می‌تواند آن را ازطریق عملکرد اجرا کند تا مطمئن شود خروجی یکسان است.
پروتکل اثبات کار
در اثبات کار، پروتکل شرایطی را برای اعتبار‌بخشیدن به بلاک تعیین می‌کند. ممکن است بگوید که مثلاً فقط بلاکی که هش آن با ۰۰ شروع می‌شود، معتبر است. تنها راهی که ماینرها برای ایجاد روشی متناسب با این ترکیب ایجاد می‌کنند، استفاده از Brute-Force Inputها است. آنها می‌توانند پارامتری را در داده‌های خود تغییر دهند و نتیجه متفاوتی را برای هر حدس ایجاد کنند تا زمانی‌که هش مناسب دریافت کنند.
با زنجیره بلاک‌های بزرگ، نوار فوق‌العاده زیاد تنظیم شده است. برای رقابت با سایر استخراج‌کنندگان، به انباری پر از سخت‌افزار ویژه هش ASIC نیاز دارید که توانایی تولید بلوک معتبر را داشته باشد.
در هنگام استخراج، سهم شما هزینه این ماشین‌ها و برق مورد‌نیاز برای کار آنها است. ASICها برای یک منظور ساخته شده‌اند؛ بنابراین، در کاربردهای خارج از استخراج ارزهای رمزپایه کاربردی ندارند. تنها راه شما برای جبران سرمایه‌گذاری اولیه، تأمین سرمایه است که اگر با موفقیت بلوک جدیدی را به بلاکچین اضافه کنید، پاداش درخورتوجهی به شما می‌دهد.
اثبات سهام (PoS)
اثبات سهام (Proof of Stake به‌اختصار PoS) در روزهای اولیه آغاز فعالیت بیتکوین به‌عنوان جایگزینی برای اثبات کار در بازار خرید ارز دیجیتال ارائه شد. در سیستم PoS، مفهومی از استخراج‌کننده و سخت‌افزار تخصصی یا مصرف زیاد انرژی وجود ندارد. تمام آنچه نیاز دارید، کامپیوتر شخصی معمولی است.
در PoS، شما یک منبع خارجی (مانند برق یا سخت‌افزار)، بلکه یک منبع داخلی (مانند ارز رمزنگاری‌شده) را ارائه نمی‌دهید. قوانین با هر پروتکل متفاوت است؛ اما به‌طور‌کلی حداقل مبلغی را باید برای نگه‌داری دراختیار داشته باشید.
اگر بلوک شما انتخاب شود، بسته به میزان سهم خود، درصدی از هزینه معاملات فروش یا خرید ارز دیجیتال دریافت خواهید کرد. هرچه بودجه بیشتری قرار دهید، بیشتر به‌دست می‌آورید. بااین‌حال، اگر بخواهید با پیشنهاد معاملات نامعتبر تقلب کنید، بخش یا کل سهام خود را از دست خواهید داد؛ بنابراین، ما مکانیزمی مشابه PoW داریم.
تا‌به‌امروز، Proof of Stake خالص فقط در ارزهای رمزپایه و بازار خرید ارز دیجیتال کوچک‌تر به‌کار رفته است. بنابراین، مشخص نیست که آیا می‌تواند به‌عنوان جایگزینی مناسب برای PoW عمل کند. هنگامی‌که PoS در شبکه‌ای با مقدار زیادی ارزش رواج یافت، سیستم به زمین بازی نظریه بازی و مشوق‌های مالی تبدیل می‌شود.
PoS در مقیاس وسیع کاسپر به‌عنوان بخشی از به‌روزرسانی‌ها در شبکه Ethereum اجرا می‌شود که به‌طور کامل با عنوان Ethereum 2.0 شناخته می‌شود.
الگوریتم‌های اجماع دیگر
اثبات کار و اثبات سهام بیشترین ازجمله الگوریتم‌های اجماع مهم درزمینه فروش یا خرید ارز دیجیتال هستند. باوجوداین، انواع مختلف دیگری نیز وجود دارند که مزایا و معایب خاص خود را دارند؛ ازجمله:
- تأیید تأخیر کار
- اثبات اجاره اجماع سهام
- اثبات مرجع‌بودن
- اثبات Burn
- اثبات سهام توجیه شده
- اجماع PoW / PoS
جمع‌بندی
مکانیسم‌های دستیابی به اجماع برای عملکرد سیستم‌های توزیع‌شده حیاتی هستند. بسیاری بر این باورند که بزرگ‌ترین نوآوری در بیتکوین استفاده از Proof of Work بود تا کاربران بتوانند درباره مجموعه‌ای از حقایق به‌توافق برسند.
امروزه، الگوریتم‌های اجماع نه‌تنها سیستم‌های ارز دیجیتال و بازار خرید ارز دیجیتال را پشتیبانی می‌کنند؛ بلکه بلاکچین‌ها برای توسعه‌دهندگان امکان اجرای کد در شبکه توزیع‌شده را فراهم می‌کنند.
از بین همه الگوریتم‌های اجماع درزمینه فروش یا خرید ارز دیجیتال، اثبات کار همچنان پیشنهاد اصلی است؛ چراکه هنوز جایگزینی ایمن‌تر ارائه نشده است. ناگفته نماند که تحقیقات زیادی درباره جایگزین‌های PoW انجام شده است و به‌احتمال زیاد در سال‌های آینده تعداد بیشتری از آنها را مشاهده خواهیم کرد.
