چند الگوریتم اجماع وجود دارد؟یک مرور کلی

همانطور که همه ما می دانیم ، blockchains دفترچه های غیر متمرکز و بدون اقتدار متمرکز برای اداره و کنترل شبکه هستند. به طور طبیعی ، این بسیاری از مشکلات ذاتی در شبکه های متمرکز ، مانند آزادی کاربر محدود و دستکاری شبکه را ریشه کن می کند ، اما همچنین نیاز به توسعه مکانیسم عملیاتی جدید دارد.

با گذشت سالها ، blockchains چندین الگوریتم اجماع را برای تنظیم شبکه ها و اکوسیستم های خود ایجاد کرده است. هدف اصلی این الگوریتم های اجماع اعتبارسنجی صحت معاملات و ضبط آنها در دفترچه دیجیتال است.

پس از گذشت بیش از یک دهه از اولین بلاکچین ، مدل های مختلف اجماع پدیدار شده و برای پیامدهای عملی اتخاذ شده است. برخی از این مفاهیم کاملاً جدید و منحصر به فرد هستند ، در حالی که برخی دیگر تغییرات قبلی هستند.

در این مقاله برخی از محبوب ترین الگوریتم های اجماع که معمولاً در صنعت blockchain امروزه مورد استفاده قرار می گیرند ، پوشش می دهد.

اثبات کار (POW)

اگرچه در سال 1993 اختراع شد ، اثبات کار اولین الگوریتم است که به یک blockchain وارد می شود. Satoshi Nakamoto آن را با سایر فن آوری های موجود (امضاهای رمزنگاری ، شبکه P2P و غیره) ترکیب کرد و اولین برنامه ، یعنی بیت کوین را برای استفاده از آن توسعه داد. این مدل بعداً توسط بسیاری از ارزهای رمزنگاری شده مانند Litecoin و Dogecoin به تصویب رسید.

در مدل POW ، blockchain تمام داده های مربوط به بلوک ها و معاملات را جمع می کند. اما این داده ها ابتدا باید تأیید و ضبط شوند. این کار توسط شرکت کنندگان در blockchain (معدنچیان) انجام می شود که در سراسر شبکه به شکل گره های جداگانه پخش می شوند.

برای انتخاب یک گره و اعتبار سنجی بلوک فعلی ، معدنچیان برای حل مشکلات الگوریتمی بسیار پیچیده مورد نیاز هستند. آن را یک رقابت ریاضی در نظر بگیرید که در آن همه معدنچیان با یکدیگر مسابقه می دهند.

اولین معدنچی که با موفقیت کد را حل کرده است ، پس از آن به اضافه کردن بلوک جدید به زنجیره اعتماد می شود. به عنوان یک انگیزه برای شرکت ، معدنچیان به محض اتمام بلوک ، از نشانه های تازه استخراج شده و هزینه های معاملات ثبت شده پاداش می گیرند.

مدل POW به معدنچیان نیاز دارد تا از دستگاه های محاسباتی بسیار قدرتمند استفاده کنند که برق زیادی مصرف می کنند. علاوه بر این ، هنگامی که یک معدنکار با موفقیت مشکل الگوریتمی را حل می کند ، منابع مورد استفاده بقیه شرکت کنندگان در مسابقه بی فایده می شوند. این عامل نگرانی های زیادی را برای محیط زیست ایجاد می کند.

در سال 2015، طبق برخی گزارش ها، تخمین زده شد که برق مورد نیاز برای انجام یک تراکنش در بلاک چین بیت کوین برای تامین انرژی 1. 5 خانوار آمریکایی برای یک روز کامل کافی است.

اثبات سهام (PoS)

اثبات سهام یکی دیگر از مدل های اجماع رایج در دنیای بلاک چین است. این به عنوان یک راه حل صرفه جویی در انرژی برای مشکلات ذاتی مکانیسم PoW ارائه شد.

مدل PoS ماینرها را با سهامدارانی جایگزین می کند که به عنوان اعتبارسنجی برای استخراج بلوک جدید انتخاب می شوند. برای واجد شرایط شدن برای انتخاب شدن، کاربران باید سکه های خود را در شبکه قفل کنند. هرچه سهم شما بزرگتر باشد، شانس بیشتری برای انتخاب شدن به عنوان اعتباربخش خواهید داشت.

بر خلاف مدل PoW، که در آن ماینرها باید با یکدیگر رقابت کنند تا وضعیت اعتبارسنجی را کسب کنند، در مکانیسم PoS، بلاک چین خود اعتبارسنجی بعدی را انتخاب می کند. این به طور قابل توجهی کل مصرف انرژی را کاهش می دهد، زیرا اکنون، شرکت کنندگان شبکه مجبور نیستند مقادیر زیادی از توان محاسباتی و برق را برای حل یک کد بی فایده هدر دهند. مهم است که به یاد داشته باشید که انتخاب به صورت تصادفی انجام می شود تا اطمینان حاصل شود که شبکه نسبت به یک شرکت کننده خاص تعصب ندارد.

علاوه بر مصرف انرژی، بلاک چین های دارای مکانیسم PoS بسیار سریع تر از بلاک چین های دارای PoW هستند. آنها زمان کمتری برای تکمیل تراکنش ها می گیرند. برای مقایسه، Ethereum Classic (نسخه قدیمی تر اتریوم) را در نظر بگیرید که از مدل PoW استفاده می کرد و می توانست در هر ثانیه تنها 15 تراکنش را انجام دهد. در مقایسه، اتریوم جدیدتر (یکی با مکانیسم PoS) چندین هزار تراکنش را در یک دوره زمانی انجام می دهد.

برخی از بلاک چین ها حداقل محدودیتی برای تبدیل شدن به یک استکر دارند. با این حال، در صورتی که معیارهای شرط بندی را نداشته باشید، می توانید به یکی از استخرهای شرط بندی بپیوندید. استخرهای سهام به دارندگان این امکان را می دهد تا به طور جمعی سکه های رمزنگاری خود را به اشتراک بگذارند و پاداش را بین همه شرکت کنندگان تقسیم کنند.

اثبات سهام واگذار شده (dPoS)

اکنون ما به سمت مدل اجماع کمتر رایج پیش می رویم و اولین مورد در بین آنها اثبات سهام واگذار شده است.

dPoS، همانطور که از نامش می توانید حدس بزنید، نوعی از مدل PoS معمولی است. هدف این مکانیسم اجماع این است که PoS موجود را به سیستمی قوی تر و کارآمدتر برای تأیید تراکنش ها تبدیل کند.

در DPO ها ، معدنچیان به جای رقابت با یکدیگر (مانند مورد POS و POW) همکاری می کنند. ذینفعان می توانند یک گره را به عنوان اعتبار سنج خود (شاهدان) انتخاب کنند. شاهدان متعدد به طور همزمان برای تولید بلوک انتخاب می شوند. اگر یک شاهد بلوک را در زمان هدفمند تکمیل نکند ، بلوک پرش می شود و شاهد بعدی شروع به کار روی بلوک بعدی می کند. اگر یک شاهد در تکمیل بلوک ها به طور مداوم شکست بخورد ، از شبکه خارج می شود.

در عین حال ، تعدادی از گره های دیگر در حالت ایستاده نگه داشته می شوند. از این گره ها برای جایگزینی شاهد استفاده می شود که یا به آنها رأی داده شده ، آفلاین رفته است ، یا گرفتار انجام کاری مخرب است. شاهدان پس از اتمام بلوک ها پاداش می گیرند.

EOS محبوب ترین پروژه ای است که این مدل را اتخاذ کرده است. این می تواند یک بلوک را در عرض نیم ثانیه تکمیل کند و آن را به یکی از سریعترین blockchain های جهان تبدیل کند.

اثبات فعالیت (POA)

POA یک مدل اجماع ترکیبی است که POW و POS را برای ایجاد یک blockchain ایمن و غیرمتمرکز تر ترکیب می کند.

روش معدن درست مانند یک مدل POW معمولی شروع می شود. معدنچیان از قدرت محاسباتی خود برای مسابقه در برابر یکدیگر استفاده می کنند و الگوریتم های پیچیده رمزنگاری را حل می کنند. برنده به من یک بلوک جدید زنجیره ای می رسد. با این حال ، این بلوک های تازه شده حاوی سوابق معامله معتبر نیستند.

اینجاست که شبکه به مدل POS تغییر می کند. مجموعه ای از اعتبار سنج های انتخاب شده به طور تصادفی سپس معاملات را تأیید کرده و بلوک را تکمیل می کنند. پس از افزودن مقدار مورد نیاز داده به بلوک ، به بخشی مناسب از زنجیره تبدیل می شود.

جوایز این بلوک بین معدنچیان و اعتبار سنج ها توزیع می شود.

اثبات ظرفیت/اثبات فضا (POC/POSPACE)

بسیاری از کارشناسان از POC به عنوان نسخه POW یاد می کنند. به این دلیل است که کل مکانیسم کار هر دو رویکرد دقیقاً مشابه است ، به جز وسیله ای برای واجد شرایط بودن به عنوان اعتبار سنج.

در POC ، شرکت کنندگان در blockchain نیازی به استفاده از دستگاه های محاسباتی پیچیده انرژی ندارند. در عوض ، ذخیره سازی سخت درگیر است. این مکانیسم شامل دو نوع شرکت کننده است:

برای حل الگوریتم های ویژه POC ، به نام های غیر CON ، به پروكس نیاز دارند. پس از حل ، آنها کد را به تأییدیه ها می فرستند ، که سپس بررسی می کنند که آیا این پروانه فضای کافی برای معدن بلوک بعدی دارد یا خیر. پروورهای دارای فضای دیسک سخت بیشتر از سایرین احتمالاً برای معدن بلوک بعدی تأیید می شوند ، در حالی که کسانی که فضای کمتری دارند در حل کد با مشکل زیادی روبرو هستند.

blockchains POC ، مانند Burstcoin و Spacemint ، بسیار سریعتر و کارآمد انرژی هستند. اما آنها همچنین در برابر هکرها آسیب پذیرتر هستند ، زیرا این سیستم می تواند با بدافزار معدن تزریق شود.

تحمل گسل بیزانس (BFT)

مدل های اجماع تحمل گسل بیزانس به طور خاص برای مقابله با یک مشکل مشترک در blockchain های غیرمتمرکز ، یعنی مشکل عمومی بیزانس ساخته شده اند. این مشکل مربوط به سناریویی است که رهبران شبکه باید در مورد یک تصمیم مؤثر توافق کنند ، اما یک (یا برخی) از آنها به سیستم وفادار نیست.

تعدادی از تغییرات BFT امروزه در اکوسیستم های مختلف blockchain انجام می شود ، اما دو مورد رایج و مهمترین آنها در مرحله بعدی مورد بحث قرار می گیرد.

تحمل گسل بیزانس عملی (PBFT)

PBFT مدلی است که توسط ارزهای رمزپایه مانند ریپل و ستاره ای استفاده می شود.

مفهوم اصلی این مدل بسیار ساده است. تعداد مشخصی از گره ها (ژنرال ها) به ترتیب ویژه انتخاب و سازماندهی می شوند. پس از آن ، یکی از آنها به عنوان رهبر انتخاب می شود و بقیه به عنوان پشتیبان کار می کنند.

با این حال ، هنگامی که رهبر به نتیجه گیری رسید ، برای تأیید تأیید باید از هر گره عبور کرد. به این ترتیب ، تمام گره ها درگیر و به طور فعال با یکدیگر در ارتباط هستند.

مشکل این مدل این است که با تعداد زیادی گره عملکرد خوبی ندارد ، عمدتاً به این دلیل که نیاز به ارتباطات اضافی دارد ، از این رو ، معاملات تأخیر را تأخیر می کند.

تحمل گسل بیزانس (DBFT)

DBFT که توسط NEO معرفی شده است ، ابتکاری ترین مکانیسم اجماع از زمان معرفی POW و POS است. بسیاری از افراد در صنعت رمزنگاری به لطف کارآیی این مدل ، نئو را "اتریوم چینی" می نامند.

مانند DPO ها ، هرکسی که الزامات خاصی را برآورده کند واجد شرایط تبدیل شدن به نماینده است. سپس blockchain به طور تصادفی یک نماینده را به عنوان یک رهبر انتخاب می کند تا معاملات را ضبط کند و بلوک بعدی را اضافه کند. با این حال ، رهبر باید سوابق مورد تجزیه و تحلیل از بقیه نمایندگان را بدست آورد. مگر اینکه دو سوم نمایندگان آن را تأیید نکنند ، بلوک جدید اضافه نمی شود.

نتیجه

انتخاب یک مدل اجماع احتمالاً مهمترین مؤلفه توسعه یک blockchain است. این مدل اجماع است که عوامل مختلفی را برای اکوسیستم تعیین می کند. اینها ممکن است شامل کارآیی ، امنیت و تطبیق پذیری باشد.

با این حال ، یک مدل اجماع واحد را نمی توان یک رویکرد کامل اعلام کرد. هر کدام نقاط قوت خود را دارند اما برخی از نقص ها نیز. این همچنین زیبایی این فناوری است. جالب است که ببینیم مکانیسم های مختلف راه حل های مختلفی را برای مشکلات مشترک اتخاذ می کنند.

محتوای سرمقاله Originstamp AG توصیه ای برای مشاوره سرمایه گذاری یا خرید نیست. در اصل ، یک سرمایه گذاری همچنین می تواند منجر به ضرر کامل شود. بنابراین ، لطفاً قبل از تصمیم گیری در مورد سرمایه گذاری ، به دنبال مشاوره باشید.