رفتن به نوار ابزار

بلاک چین و ارزهای دیجیتال (بخش یازدهم: الگوریتم‌های اجماع 1)

بلاک چین

الگوریتم‌‌های اجماع

الگوریتم اجماع  (consensus algorithm) فرآیندی در علوم کامپیوتر است که برای دستیابی به توافق بر روی یک مقدار داده‌ای واحد در میان سیستم٬های توزیع شده مورد استفاده قرار می‌گیرد. الگوریتم‌های اجماع برای رسیدن به قابلیت اطمینان در یک شبکه شامل گره‌های غیر قابل اعتماد طراحی شده‌اند. حل این مسئله که معمولاً با عنوان مشکل اجماع شناخته می‌شود در رایانه‌های توزیع‌شده و سیستم‌های چند عاملی بسیار حائز اهمیت است.

برای تطبیق‌پذیری با این واقعیت، الگوریتم‌های اجماع لزوماً فرض می‌کنند که برخی از فرآیندها و سیستم‌ها در دسترس نیستند و برخی از ارتباطات از بین خواهند رفت. بنابراین، الگوریتم‌های اجماع باید به صورت تحمل‌پذیر خطا طراحی شوند. کاربردهای الگوریتم‌های اجماع شامل موارد زیر است:

    • تصمیم‌گیری در مورد ارسال یک تراکنش توزیع‌شده به یک پایگاه داده
    • تعیین گره‌هایی به عنوان سر گروه برای انجام برخی از وظایف توزیع‌شده
    • همگام‌سازی نسخه‌های ماشین حالت و تضمین سازگاری در میان آن‌ها

مکانیسم‌های اجماع روشی برای تضمین یک توافق دو طرفه بر روی نکات داده‌ای و وضعیت تمام داده‌ها به شمار می‌روند. این مکانیسم‌ها در شبکه بلاک‌چین تضمین می‌کنند که هر کدام از بازیگران شبکه، یک کپی از دفتر کل یکسان را در اختیار دارند. مکانیسم٬های اجماع مختلف، امنیت و چارچوب اقتصادی پروتکل رمزنگاری را تحت تأثیر قرار می‌دهند. این مکانیسم‌ها به شکل‌های متفاوت برای بلاک‌چین‌های مختلف ارائه می‌شوند. مکانیسم‌های اجماع در آغاز راه قرار دارند و پیش‌بینی مکانیسم غالب در آینده دشوار است. ایجاد مکانیسم‌های اجماع بر اساس طراحی مکانیسم انجام می‌شود که یک فرآیند دو مرحله ای است:

    • در نظر گرفتن نتیجه مورد نظر
    • عملکرد وارونه برای ایجاد یک بازی و تشویق بازیگران برای انجام آن بازی و تولید خروجی مورد نظر

لایه اجماع یا توافق جمعی یکی از مهم‌ترین لایه‌ها در هر سیستم مبتنی بر بلاک چین است. این لایه برای حفظ قابلیت اعتماد شبکه با فرض وجود اعضای غیر قابل اعتماد ایجاد شده است. یک فرد یا یک رایانه (به عنوان نماینده فرد) می‌خواهند خدماتی مانند ارسال ایمیل، ثبت تراکنش‌های مالی، ذخیره‌سازی اطلاعات یا هر خدمات دیگری را ارائه دهند. اگر انجام این خدمات هزینه‌ای نداشته باشد یا هزینه آن به اندازه کافی ناچیز باشد، استفاده از این خدمات برای امور نامربوط و بی‌ارزش و یا به قصد خرابکاری توجیه‌پذیر خواهد بود که به آن مشکل Nothing at Stake یا سنگ مفت گفته می‌شود. در ادامه الگوریتم‌های تجمیع به همراه مزایا و و معایب آورده شده است.

1. اثبات کار (Proof of Work)

    • مزایا

 از سال 2009 در این محیط مورد آزمایش قرارگرفته است و تاکنون به قوت خود باقی‌مانده است.

    • معایب

 کند است.

انرژی زیادی مصرف می‌‌کند و برای محیط‌زیست چندان مناسب نیست.

در مقابل صرفه به مقیاس حساس و شکننده است.

توسط بیت کوین، اتریوم، لایت‌‌کوین، دوج‌‌کوین و … مورداستفاده قرارگرفته است.

    • نوع

اجماع رقابتی

    • شرح

این اولین الگوریتم اجماع (که توسط ساتوشی ناکاموتو ارائه شد) است که اجماع توزیع‌‌شده‌‌ی بدون نیاز به‌واسطه را به وجود آورد و مشکل خرج دو برابر را حل می‌‌کند. اثبات کار ایده‌‌ی جدیدی نیست اما شیوه‌‌ی ترکیب آن با مفاهیم موجود دیگر (امضاهای رمزنگاری، زنجیره مرکل، شبکه‌‌های همتا به همتا) توسط ساتوشی برای به وجود آوردن یک سیستم اجماع توزیع‌‌شده‌‌ی پایدار کاملاً نوآورانه بود. روش کار آن بدین شکل است که شرکت‌‌کنندگان حاضر در بلاک چین‌‌ باید مسائل محاسباتی پیچیده اما بیهوده را برای اضافه کردن بلوکی از تراکنش‌‌ها به بلاک چین‌‌ حل کنند. اساساً این کار برای اطمینان از تخصیص پول/منابع توسط استخراج‌‌کنندگان برای انجام کار انجام داده می‌‌شود که نشان می‌‌دهند آنان به سیستم بلاک چین‌‌ صدمه نمی‌‌زنند چون آسیب رسیدن به سیستم منجر به از دست رفتن سرمایه‌‌گذاری خودشان و درنتیجه آسیب رسیدن به خودشان می‌‌شود. اما دشواری مسئله می‌‌تواند برای تضمین از تثبیت زمان بلوک تغییر کند. گاهی موقعیتی هست که در آن بیش از یک استخراج‌‌کننده به‌طور هم‌زمان مسئله را حل می‌‌کنند. در آن مورد، استخراج‌‌کنندگان یکی از زنجیرها را انتخاب کرده و طولانی‌‌ترین زنجیره پیروز محسوب می‌‌شود. پس با این فرض که بیشتر استخراج‌‌کنندگان بر روی یک زنجیره کار می‌‌کنند، آن استخراج‌‌کننده‌‌ای که بیشترین رشد را داشته باشد طولانی‌‌ترین و قابل‌‌اعتمادترین خواهد بود.

 2. اثبات سهام(Proof of Stake)

    • مزایا

بهره‌‌وری انرژی پرهزینه بودن حمله به آن برای مهاجمان در برابر صرفه به مقیاس حساس و شکننده نیست

    • معایب

مشکل nothing-at-stake

مورداستفاده توسط اتریوم (به‌زودی)، Peercoin و Nxt.

مقالات مرتبط

پاسخ

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *