في الأنظمة الموزعة ، تمكن خوارزميات الإجماع المستخدمين عبر النظام من الاتفاق على قرار واحد مع تطور النظام. نتيجة لذلك ، تلعب خوارزميات الإجماع دورًا رئيسيًا في الأعمال القائمة على Blockchain لأنها تمكن البروتوكولات الأساسية من معالجة المعاملات واتخاذ قرارات استراتيجية أكثر أهمية. أهم خوارزميات الإجماع هي إثبات العمل (بيتكوين ، إيثريوم 1) و إثبات للخطر (إيثريوم 2).
الجانب
تفسير
تعريف
خوارزميات الإجماع هي آليات أساسية تستخدم في تقنية blockchain وتقنيات دفتر الأستاذ الموزع لتحقيق الاتفاق بين العقد المتعددة أو المشاركين بشأن حالة دفتر الأستاذ الرقمي المشترك. تعمل هذه الخوارزميات على تمكين الشبكات اللامركزية من التحقق من صحة المعاملات، وضمان اتساق البيانات، وإنشاء نسخة واحدة من الحقيقة عبر الشبكة. يعد الإجماع أمرًا بالغ الأهمية في منع الإنفاق المزدوج والاحتيال والحفاظ على سلامة blockchain. تقدم خوارزميات الإجماع المختلفة مقايضات مختلفة بين الأمان واللامركزية وقابلية التوسع، مما يجعلها مكونات أساسية لأنظمة blockchain. إنها تلعب دورًا رئيسيًا في تحديد كيفية إضافة المعاملات الجديدة إلى blockchain وكيفية حل النزاعات.
المفاهيم الرئيسية
- لامركزية: توزيع السلطة وصنع القرار عبر عقد متعددة في الشبكة. - نظام عديم الثقة: نظام لا يحتاج المشاركون فيه إلى الثقة بسلطة مركزية ولكنهم يعتمدون على عمليات التشفير وآليات الإجماع. - التحقق: عملية التأكد من دقة وشرعية المعاملات قبل إضافتها إلى blockchain. - العقدة: مشارك أو كمبيوتر في شبكة blockchain يحتفظ بنسخة من دفتر الأستاذ. - حظر: مجموعة من المعاملات المجمعة معًا والمضافة إلى blockchain. - دفتر الأستاذ غير القابل للتغيير: دفتر الأستاذ الذي لا يمكن تغييره بمجرد إضافة البيانات، مما يضمن سلامة البيانات.
الخصائص
- حماية: تم تصميم خوارزميات الإجماع لتوفير الأمان ضد الجهات الفاعلة والهجمات الضارة. - لامركزية: تهدف العديد من خوارزميات الإجماع إلى توزيع قوة اتخاذ القرار عبر الشبكة. - الكفاءة: يمكن أن تختلف كفاءة التوصل إلى توافق في الآراء، مما يؤثر على إنتاجية المعاملات. - التدرجية: بعض الخوارزميات أكثر قابلية للتطوير، وتستوعب عددًا متزايدًا من العقد والمعاملات. - النهائية: يختلف مفهوم النهاية بين خوارزميات الإجماع، مما يؤثر على مدى سرعة اعتبار المعاملات مؤكدة. - استهلاك الطاقة: يمكن أن يختلف استهلاك الطاقة بشكل كبير بين آليات الإجماع المختلفة.
الآثار
- شبكة الأمن: يؤثر اختيار خوارزمية الإجماع على أمان شبكة blockchain. - التدرجية: قد تنشأ تحديات قابلية التوسع مع نمو الشبكة، اعتمادًا على الخوارزمية المختارة. - استهلاك الطاقة: يمكن لخوارزميات الإجماع كثيفة الاستهلاك للطاقة أن تثير مخاوف بشأن التأثير البيئي. - مخاطر المركزية: قد تؤدي بعض الخوارزميات إلى مخاطر المركزية، خاصة عند استخدامها بواسطة عدد محدود من العقد القوية. - الإنتاجية: تتأثر إنتاجية المعاملات وأوقات التأكيد بخوارزمية الإجماع. - مجتمع المطور: قد تتمتع خوارزميات الإجماع المختلفة بمستويات مختلفة من الدعم والاعتماد داخل مجتمع المطورين.
المزايا
- حماية: تعطي خوارزميات الإجماع الأولوية للأمن، مما يجعل من الصعب على الجهات الفاعلة الخبيثة التعامل مع blockchain. - لامركزية: تعمل العديد من آليات الإجماع على تعزيز بنية الشبكة اللامركزية. - عدم الثقة: أنها تلغي الحاجة إلى الثقة في الكيانات المركزية أو الوسطاء. - تكامل البيانات: يضمن الإجماع أن blockchain يحافظ على دفتر أستاذ غير قابل للتغيير ومقاوم للتلاعب. - الشفافية: المعاملات وتحديثات دفتر الأستاذ شفافة ويمكن التحقق منها من قبل المشاركين. - اتساق: يضمن الإجماع أن جميع العقد لديها نفس الرؤية لحالة blockchain.
عيوب
- تحديات قابلية التوسع: يمكن أن يكون تحقيق الإجماع في الشبكات الكبيرة مستهلكًا للموارد وبطيئًا. - استهلاك الطاقة: بعض الخوارزميات المتفق عليها، مثل إثبات العمل، تستهلك موارد طاقة كبيرة. - مخاطر المركزية: قد تؤدي بعض الخوارزميات إلى اتجاهات مركزية بسبب تركيز السلطة. - تعقيد: يمكن أن يكون تنفيذ خوارزميات الإجماع والحفاظ عليها أمرًا معقدًا ويتطلب خبرة فنية. - تقلب: يمكن أن تختلف أوقات تأكيد المعاملة والإنتاجية اعتمادًا على خوارزمية الإجماع. - مقاومة التغيير: قد يكون التبديل إلى خوارزمية إجماع جديدة أمرًا صعبًا بسبب التنسيق على مستوى الشبكة.
التطبيقات
تُستخدم خوارزميات الإجماع بشكل أساسي في blockchain وتقنيات دفتر الأستاذ الموزع لتحقيق اتفاق بشأن التحقق من صحة المعاملات وتحديثات دفتر الأستاذ. فهي أساسية في العملات المشفرة والعقود الذكية والتطبيقات اللامركزية (DApps).
استخدم حالات
- بيتكوين (BTC): تستخدم Bitcoin خوارزمية إجماع إثبات العمل (PoW) للتحقق من صحة المعاملات. - Ethereum (ETH): ينتقل Ethereum من إثبات العمل (PoW) إلى إثبات الحصة (PoS) لتحسين قابلية التوسع وكفاءة استخدام الطاقة. - كاردانو (أدا): يستخدم Cardano مجموعة متنوعة من PoS لتحقيق الإجماع وتأمين blockchain الخاص به. - تموج (زرب): يستخدم XRP Ledger من Ripple خوارزمية توافق بروتوكول Ripple (RPCA) لتحقيق توافق سريع وفعال.
توافق على الخوارزمية
الوصف
الأفكار الرئيسية
دليل العمل (بو)
يتنافس القائمون بالتعدين على حل الألغاز الحسابية المكثفة للتحقق من صحة المعاملات
يوفر الأمان من خلال الجهد الحسابي ولكنه يستهلك الكثير من الطاقة.
إثبات الحصة (بوس)
يتم اختيار المدققين لإنشاء كتل جديدة بناءً على كمية العملة المشفرة التي يمتلكونها ويكونون على استعداد "للمشاركة"
يقلل من استهلاك الطاقة مقارنة بـ PoW ولكنه يعتمد على المشاركين الذين لديهم حصة في الشبكة.
دليل التفويض الممنوح (دبوس)
يصوت حاملو الرمز المميز لعدد صغير من المندوبين الذين يقومون بالتحقق من صحة المعاملات
يوفر أوقاتًا أسرع لتأكيد المعاملات وقابلية للتوسع ولكنه قد يؤدي إلى مركزية السلطة بين المندوبين.
إثبات السلطة (PoA)
يقوم المشاركون في الشبكة الذين لديهم سلطة محددة بالتحقق من صحة المعاملات
يوفر إنتاجية عالية واستهلاكًا منخفضًا للطاقة ولكنه يعتمد على الثقة في السلطات.
التسامح مع الخطأ البيزنطي (BFT)
تتواصل العقد في الشبكة للتوصل إلى توافق في الآراء بشأن المعاملات
مرونة في التعامل مع العقد الضارة ولكنها عادة ما تكون أقل لامركزية من إثبات العمل (PoW) أو إثبات الحصة (PoS).
التسامح البيزنطي العملي للخطأ (PBFT)
تم تحسين خوارزمية BFT لحالات الاستخدام العملي
يحقق الإجماع بين العقد في النظام الموزع بكفاءة وأمان.
هوني بادجرBFT
خوارزمية BFT غير متزامنة تحقق الإجماع حتى في وجود العقد المتعارضة
مصممة لتكون قوية ضد ظروف الشبكة والهجمات المختلفة.
طوف
خوارزمية توافقية لإدارة السجل المنسوخ
يوفر البساطة وسهولة الفهم لبناء أنظمة تتحمل الأخطاء.
Tendermint
خوارزمية الإجماع القائمة على BFT لتطبيقات blockchain
يجمع بين PoS وBFT لشبكات blockchain سريعة وآمنة وقابلة للتطوير.
عملية التسامح مع الأخطاء البيزنطية (pBFT)
نسخة مبسطة من BFT لحالات الاستخدام العملي
مناسب للأنظمة ذات المشاركين المعروفين وزمن الوصول المنخفض للشبكة.
بروتوكول إجماع تموج
بروتوكول الإجماع المستخدم في شبكة الدفع Ripple
يحقق الإجماع عبر شبكة موزعة من الخوادم بطريقة حتمية.
الاتفاقية البيزنطية الفيدرالية (FBA)
نموذج إجماعي مستخدم في شبكة blockchain الخاصة بـ Stellar
يقدم تأكيدًا سريعًا للمعاملات مع الحفاظ على اللامركزية.
بروتوكول شبكة الفضاء
خوارزمية الإجماع المبنية على الشبكات لشبكات blockchain
يستخدم وظائف عشوائية يمكن التحقق منها وإثبات الزمان والمكان لتأمين الشبكة.
Algorand
يستخدم آلية إجماع خالصة لإثبات الحصة
يوازن بين اللامركزية والأمن وقابلية التوسع في شبكة blockchain.
انهيار
يستخدم عائلة جديدة من بروتوكولات الإجماع
يحقق نهائية سريعة وقابلية للتوسع من خلال أخذ العينات والتعليقات المتكررة.
كان إثبات العمل هو خوارزميات الإجماع الرئيسية والأكثر نجاحًا التي نتجت عن Blockchain الأساسي لـ Bitcoin. في الواقع ، تم تصور هذا لأول مرة في الورقة البيضاء لساتوشي ناكاموتو (تم تطوير التطبيق العملي ، كنظرية وراءه ، قبل بضعة عقود).
سيصبح إثبات خوارزمية إجماع العمل أيضًا الأساس لـ Ethereum 1 ، أول تكرار لـ Ethereum. ومع ذلك ، نظرًا لأن Ethereum يتم طرحه في مقياس، فإن خوارزمية إثبات الحصة بين 2022 و 2024 ستجعل انتقال Ethereum نحو هجين أكثر نموذج، بالاعتماد على كل من إثبات العمل وإثبات الحصة.
دليل على الحصة في باختصار
تتكون سلاسل الكتل الأخرى التي استفادت من خوارزميات إجماع إثبات الحصة Steem، التي كانت تمتلك موقع Steemit ، ثم استحوذت عليها TRON.
خوارزميات الإجماع الأخرى
تشتمل خوارزميات الإجماع الأخرى على إثبات النشاط وإثبات السلطة وإثبات الاحتراق وغير ذلك.
Gennaro هو منشئ FourWeekMBAالتي وصلت إلى حوالي أربعة ملايين رجل أعمال ، من المديرين التنفيذيين والمستثمرين والمحللين ومديري المنتجات ورواد الأعمال الرقمية الطموحين في عام 2022 وحده | وهو أيضًا مدير المبيعات لتوسيع نطاق التكنولوجيا الفائقة في صناعة الذكاء الاصطناعي | في عام 2012 ، حصل جينارو على ماجستير في إدارة الأعمال الدولية مع التركيز على تمويل الشركات واستراتيجية الأعمال.
اكتشف المزيد من FourWeekMBA
اشترك الآن لمواصلة القراءة والوصول إلى الأرشيف الكامل.