ما هي خوارزمية إجماع البلكوشين؟

مشاركة
ما هي خوارزمية إجماع البلكوشين؟
الإستماع الى هذه المقالة
00:00 / 00:00

في سياق العملات الرقمية، خوارزميات الإجماع هي عنصر حاسم في كل شبكة بلوكشين لأنها المسؤولة عن الحفاظ على سلامة وأمن هذه النظم الموزعة. أول خوارزمية إجماع تم إنشاؤها في العملات الرقمية هي خوارزمية إثبات العمل (Proof of Work) و التي قام بتصميمها ساتوشي ناكاموتو تم تطبيقها على البيتكوين كطريقة للتغلب على الأخطاء البيزنطية.


خوارزمية الإجماع

يمكن تعريف خوارزمية الإجماع بأنها الآلية التي من خلالها تصل شبكة البلوكشين إلى الإجماع/التوافق. تُبنى البلوكشين اللامركزية العامة كنظم موزعة، ولأنها لا تعتمد على سلطة مركزية فإن العقد الموزعة تحتاج إلى الاتفاق على صلاحيات المعاملات. هذا هو الدور الذي تلعبه خوارزميات الإجماع. فهي تعمل على تأكيد إتباع قواعد البروتوكول وضمان أن جميع المعاملات تحدث بطريقة موثوق بها بحيث لا يمكن صرف العملات إلا مرة واحدة. 

من المهم أن نفهم الاختلافات بين الخوارزمية والبروتوكول قبل الدخول في الأنواع المختلفة من خوارزميات الإجماع.


خوارزمية الإجماع vs البروتوكول

غالبًا ما يتم استخدام مصطلح الخوارزمية و البروتوكول بشكل تبادلي ولكنهما ليسا نفس الشيء. بعبارات بسيطة، قد نعرف البروتوكول كقواعد أساسية لسلسلة البلوكشين والخوارزمية كـ الآلية التي يتم من خلالها اتباع هذه القواعد.

 بالإضافة إلى استخدامها على نطاق واسع في الأنظمة المالية يمكن أيضا تطبيق تقنية البلوكشين على مجموعة متنوعة من الشركات وقد تكون مناسبة لحالات الاستخدام المختلفة. لكن بغض النظر عن السياق، يتم بناء شبكة البلوكشين على قمة البروتوكول الذي سيقوم بتحديد كيفية عمل النظام، لذلك ستحتاج جميع الأجزاء المختلفة للنظام وجميع المشاركين في الشبكة إلى اتباع قواعد البروتوكول الأساسي.

في حين أن البروتوكول يقوم بتحديد ما هي القواعد، فإن الخوارزمية هي من تخبر النظام بالخطوات التي يجب اتخاذها من أجل الامتثال لهذه القواعد وتحقيق النتائج المرغوبة. على سبيل المثال، خوارزمية الإجماع في البلوكشين هي ما تحدد صلاحية المعاملات والكتل. لذا، فإن البيتكوين و الإيثيريوم هما بروتوكولات في حين أن إثبات العمل (Proof of Work) و إثبات الحصة (Proof of Stake) هما الخوارزميات المتفق عليهما.

للتوضيح أكثر، ضع في اعتبارك أن بروتوكول البيتكوين يعرّف كيفية تفاعل العقد وكيف يجب أن تنتقل البيانات فيما بينها و  وما هي متطلبات التحقق من الكتلة بنجاح. على الجانب الأخر، فإن خوارزمية الإجماع هي المسؤولة عن التحقق من الأرصدة والتوقيعات وتأكيد المعاملات وأيضا التنفيذ الفعلي لعملية التحقق من الكتل وكل هذا يعتمد على إجماع/توافق الشبكة.


الأنواع المختلفة من خوارزميات الإجماع

هناك عدة أنواع من خوارزميات الإجماع. أكثر التطبيقات شيوعًا هي إثبات العمل (PoW) و إثبات الحصة (PoS). كل واحده لها مزاياها و عيوبها الخاصة عند محاولة موازنة الأمن مع الوظائف وقابلية التوسع.


إثبات العمل - Proof of Work أو PoW

خوارزمية إثبات العمل هي أول خوارزمية تم إنشاؤها. يتم إستخدامها من قبل العديد من العملات الرقمية المختلفة. فهي جزء أساسي من عملية التعدين.  

تنطوي عملية التعدين في خوارزمية إثبات العمل على العديد من محاولات التجزئة (Hashing). وبالتالي فإن المزيد من القوة الحاسوبية تعني المزيد من التجارب في الثانية الواحدة. بمعنى آخر، المُعَدِّنين الذين يملكون معدل تجزئة (hash rate) عالي يكون لديهم  فرص أفضل للعثور على حل صالح للكتلة التالية (المعروف أيضًا باسم تجزئة الكتلة/ hash block).

تتأكد خوارزمية إجماع إثبات العمل من أن المُعَدِّنين قادرون فقط على التحقق من كتلة جديدة من المعاملات وإضافتها إلى البلوكشين إذا كانت العقد الموزعة للشبكة قامت بالتوصل إلي توافق/إجماع على أن تجزئة الكتلة (hash block) التي يوفرها المُعَدِّن صالحة. 


إثبات الحصة - Proof of Stake أو PoS

تم تطوير خوارزمية إجماع إثبات الحصة في عام 2011 كبديل لخوارزمية إثبات العمل. على الرغم من أن إثبات الحصة (PoS) و إثبات العمل (PoW) تشتركان في أهداف متشابهة إلا أن لهما بعض الاختلافات والخصائص الأساسية، خاصة أثناء عملية التحقق من الكتل الجديدة.

بإختصار، تقوم خوارزمية إثبات الحصة بإستبدال عملية التعدين في خوارزمية إثبات العمل بآلية يتم فيها التحقق من صحة الكتل وفقًا لحصة المشاركين. يتم تحديد المدقق الخاص بكل كتلة و المعروف أيضا بإسم (Forger أو Minter) عن طريق القيام باستثمار بإستخدام العملة الرقمية نفسها وليس بواسطة مقدار الطاقة الحاسوبية المخصصة. قد يقوم كل نظام يستخدم إثبات الحصة بتنفيذ الخوارزمية بطرق مختلفة ولكن بشكل عام، يتم تأمين البلوكشين من خلال عملية انتخابية شبه عشوائية تأخذ بعين الاعتبار ثروة العقدة و عُمر العملة (المدة التي يتم فيها تخزين او قفل العملات) إلى جانب عامل العشوائية.

في الوقت الحالي تعتمد بلوكشين الإيثيريوم على خوارزمية إثبات العمل (PoW) لكن سيتم إصدار بروتوكول Casper في النهاية لتبديل الشبكة من خوارزمية إثبات العمل (PoW) إلى خوارزمية إثبات الحصة (PoS) في محاولة لزيادة قابلية التوسع في الشبكة.


لماذا تكون خوارزميات الإجماع مهمة بالنسبة للعملات الرقمية؟

كما ذكرنا سابقاً، فإن خوارزميات الإجماع ضرورية للحفاظ على سلامة وأمن شبكة العملة الرقمية. فإنها توفر وسيلة للعقد الموزعة للتوصل الى توافق في الآراء/إجماع على معرفة أي إصدار من البلوكشين هو الحقيقي. فالإتفاق على حالة البلوكشين الحالية هو أمر ضروري لنظام اقتصادي رقمي حتى يعمل بشكل صحيح.

تعتبر خوارزمية إجماع إثبات العمل من أفضل الحلول لمشكلة الجنرالات البيزنطيين مما سمح بإنشاء البيتكوين كنظام متسامح للخطأ البيزنطي. وهذا يعني أن بلوكشين البيتكوين مقاوم للغاية للهجمات مثل الهجوم بنسبة 51٪ المعروف أيضا بإسم (هجوم الأغلبية). ليس فقط لأن الشبكة لامركزية ولكن أيضا بسبب إستخدام خوارزمية إثبات العمل (PoW) لأن التكاليف الباهظة التي تنطوي عليها عملية التعدين تجعل من الصعب للغاية ومن غير المرجح أن يستثمر المُعَدِّنين مواردهم لتعطيل الشبكة.

Loading