الگوریتم اجماع و اهمیت آن

در این مقاله ابتدا به معرفی مفهوم الگوریتم اجماع خواهم پرداخت، سعی میکنم تعدادی از این الگوریتم های رایج را معرفی کنم.

الگوریتم اجماع چیست؟

یک مثال ساده برای درک این موضوع بررسی و مقایسه سیستم متمرکز و غیر متمرکز است. تراکنش های مالی دیجیتال که در حال حاضر به صورت متمرکز انجام می شوند، تحت نظر یک نهاد واسط به نام بانک انجام می پذیرند. به اینصوت که تمام اطلاعات ما در یک کامپیوتر مرکزی ذخیره می شود و تنها کسی که به این اطلاعات دسترسی دارد، بانک است. اما در تکنولوژی بلاکچین این ذخیره و تصمیم گیری درباره داده ها به صورت غیرمتمرکز انجام می پذیرد، به این صورت که اطلاعات توسط یک سرور انجام نمیگیرد، بلکه داده ها توسط تعداد زیادی از سرورها نگهداری می شود. به هر کدام از این سرورها یک نود (node) گفته می شود.

دلیل استفاده از دفترکل های توزیع شده مانند بلاکچین افزایش میزان امنیت و اعتبار یک شبکه اطلاعاتی و همینطور اطمینان از عدم خرابی داده هاست. وقتی قرار باشد داده ها به جای یک سرور، بر روی چندین سرور نگهداری شوند، به روز رسانی و تغییرات بر روی این داده ها نیز باید در تمام این سرورها اتفاق بیفتد.

روش هایی که برای نحوه ی نگهداری و انجام تغییرات بر روی این داده ها به وجود آمده را، "الگوریتم اجماع" (consensus algorithms) می گویند.

اهمیت الگوریتم اجماع

حال که مفهوم الگوریتم اجماع را دانستیم، اهمیت الگوریتم اجماع را بررسی می کنیم. الگوریتم اجماع در واقع یک نوع مکانیزم تعریف شده است که کمک میکند نودهای موجود در یک شبکه غیرمتمرکز، مانند بلاکچین بتوانند در مورد مسائل مختف به اجماع برسند. در واقع در شبکه های غیر متمرکز مانند بلاکچین، الگوریتم اجماع، قانونی است که کمک می کند تا اطلاعات به صورت دقیق و صحیح ثبت شوند و این اطمینان را می دهد که تا تعداد خاصی (معمولا 51 درصد به بالا) از نودهای شبکه، درباره اطلاعاتی، توافق ندارند، آن اطلاعات در سیستم بلاکچین ذخیره نخواهد شد. علاوه بر این تمام داده هایی که در شبکه ذخیره می شود، در تمام نودها به صورت یکسان نگهداری می شود، بنابراین اگر برای اطلاعات یک نود مشکلی به وجود بیاید، بقیه نودها اطلاعات را خواهند داشت و اینگونه امکان حفاظت بهتر و امن تر از داده ها را در شبکه های غیرمتمرکز وجود دارد.

انواع مختلف الگوریتم های اجماع

امروزه ما از طریق آشنایی با رمز ارز ها و بیت کوین، با مفهومی مانند الگوریتم اجماع آشنا شدیم. در واقع هر رمز ارزی که از تکنولوژی بلاک چینِ غیرمتمرکز (انواع مختلف بلاکچین وجود دارد که در مقاله های بعدی به آن ها اشاره خواهم کرد، همه ی این موارد غیرمتمرکز نیست) برای نگهداری اطلاعات تراکنش های خود استفاده می کند، نیازمند یک الگوریتم اجماع در شبکه ی خود هستند. با من همراه باشید تا در ادامه ی مطالب تعدادی از الگوریتم های اجماع که احتمالا اگر در حوزه رمز ارز ها فعالیت می کنید، با آن ها رو به رو خواهید شد را، معرفی کنم.

الگوریتم گواه اثبات کار یا Proof of Work

این الگوریتم که جز اولیه ترین و معروف ترین الگوریتم های اجماع به شمار می آید، با معرفی بیت کوین توسط ساتوشی ناکاموتو شناخته شد، اما پیش از آن نیز در تکنولوژی ها و صنایع دیگر از آن استفاده شده است.

در این نوع الگوریتم اجماع، روند کار به این صورت است که اطلاعاتی که قرار است در شبکه بلاک چین ثبت شوند، توسط اعتبارسنج ها (ماینرها) بررسی می شود، در واقع این اعتبار سنج ها باید با استفاده از تابع هش پاسخ مناسبی برای هر دسته از اطلاعات به دست بیاورند، بنابراین اطلاعات را وارد تابع هش می کنند و خروجی های مختلف توسط دستگاه ها چک می شود تا در نهایت به پاسخ یک معادله پیچیده برسند.

در واقع این تابع هش مانند تاس عمل می کند، معادله ای حل نمکیند، آنقدر سعی و خطا می کند تا در نهایت به جواب درست دست پیدا کند. مانند اینکه شما آنقدر تاس را بیندازید تا بالاخره به عدد شش برسید. بنابراین ماینرها با استفاده از دستگاه های سخت افزاری و نرم افزاری پیچیده، سعی می کنند تا به پاسخ درست هر تراکنش برسند، کسی که موفق به یافتن پاسخ درست شود، پاداش سیستم را دریافت خواهد کرد.

بنابراین ماینر های الگوریتم گواه اثبات کار، با استفاده از دستگاه های سخت افزاری و نرم افزاری سعی می کنند تا زودتر از دیگران به نتیجه رسیده و کوین های پاداش را از آن خود کنند. از ایرادات این روش می توان به انرژی بیش از حدی که برای فرایند پیدا کردن پاسخ مناسب، استفاده می شود اشاره کرد. از دیگر موارد می توان به حمله 51 درصدی اشاره کرد. به این صورت که ماینرهایی که تعداد زیادی سیستم ماینینگ دارند با هم توافق کنند که مشکلی را در شبکه به وجود بیاورند. اما در رابطه با بیت کوین، دلیل امنیت آن این است که تعداد ماینر ها بسیار زیاد است و سختی شبکه به مرور زمان افزایش پیدا می کند و مانع از حمله می شود، زیرا ساختن بلاک های جدید برای ماینرها به مراتب ساده تر از حمله به شبکه خواهد بود. البته با افزایش سختی شبکه، میزان انرژی مصرفی در این نوع از الگوریتم اجماع بسیار زیاد می شود و برای همین رمز ارز هایی مانند بیت کوین و اتریوم به دنبال تغییر این الگوریتم هستند.

الگوریتم اثبات سهام Proof of Stake

در این نوع الگوریتم اجماع، افرادی که تمایل به شرکت در ثبت اطلاعات شبکه دارند، مقداری از کوین های شبکه را خریداری می کنند و به صورت سهام در شبکه قفل می کنند، به این روش (staking) گفته می شود. در واقع افرادی که استیکینگ انجام می دهند، با توجه به میزان کوینی که خریداری کرده اند، می توانند در تصمیم گیری ایجاد بلوک های جدید موثر باشند و حق رای داشته باشند. افرادی که این کار را انجام می دهند در نهایت پاداش ایجاد بلوک های جدید را هم دریافت می کنند با این تفاوت که در اینجا، از دستگاه های ماینینگ و انرژی زیاد برق برای رسیدن به پاداش استفاده نمی کنند. مزایای این روش به روش قبل دقیقا همین نکته عدم مصرف دستگاه ها و برق زیاد است.

نکته ی منفی ای که در این روش وجود دارد این است که با هدف اولیه ی غیرمتمرکزسازی در تضاد است، به این شکل که شخصی که بتواند سهام بیشتری خریداری و قفل کند، قادر خواهد بود در تصمیم گیری ها دخالت جدی داشته باشد و این موضوع شبکه را به سمت انحصارطلبی و تمرکز خواهد برد.

از دیگر الگوریتم های اجماع مهم میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

• الگوریتم گواه اثبات مالکیت Proof of Ownership
• الگوریتم گواه اثبات مسئولیت Proof of Authority
• الگوریتم گواه اثبات وجود Proof of Existence
• الگوریتم گواه اثبات پرداخت Proof of payment
• الگوریتم گواه اثبات هویت Proof of Identity

موارد دیگری هم وجود دارد که با یک جستجو می توانید درباره تمام موارد مطالعه کنید، در این جا سعی کردم، موارد مهمی که ممکن است با آن برخورد کنید را معرفی کنم و دو مورد مهم یعنی الگوریتم گواه اثبات کار و الگوریتم گواه اثبات سهام را به طور کامل معرفی کنم.

امیدوارم این مقاله مورد توجه شما عزیزان قرار گرفته باشد، اگر تمایل به مطالعه بیشتر در این زمینه دارید، پیشنهاد میکنم به مقاله های زیر مراجعه کنید:

بیت کوین، جایگزین پول یا جایگزین طلا؟

تحلیل چین لینک

تحلیل روند کلی بازار کریپتوکارنسی با استفاده از دامیننس ها

رمزارز چیانتورک