الگوریتم اجماع (Consensus Algorithms) چیست؟
الگوریتم اجماع چیست؟ این الگوریتم‌های چه نقشی در خرید و فروش ارز دیجیتال دارند؟ مکانیزمی است که به کاربر اجازه می‌دهد تا با سایر کاربران و بلاکچین یک رمزارز هماهنگ شود. الگوریتم اجماع باید اطمینان حاصل کند که تمام کاربران حاضر در شبکه از یک منبع واحد استفاده می‌کنند و اگر تعدادی از کاربران از شبکه خارج شوند، ضرری به کلیت سیستم وارد نمی‌شود. به عبارت دیگر، الگوریتم اجماع کمک می‌کند که سیستم تحمل خطا را داشته باشد. برای اینکه بیشتر با مفهوم الگوریتم اجماع در بلاکچین آشنا شوید، با ما در ادامه این مقاله والکس همراه شوید.
تفاوت سیستم متمرکز با سیستم غیرمتمرکز
در یک سیستم متمرکز، یک مرکز واحد، مدیریت کل سیستم را بر عهده دارد. در بیشتر موارد، مرکز مدیریت می‌تواند هر تغییری که بخواهد ایجاد کند و مراحل پیچیده‌ای برای ایجاد تغییرات وجود ندارد. سیستم‌های متمرکزی مانند بانک‌ها و دولت‌ها، نهادهایی هستند که مدیریت و ایجاد تغییر در آن‌ها در اختیار یک قدرت مرکزی است.
اما در یک سیستم غیرمتمرکز، داستان به کلی متفاوت است. فرض کنید تمامی کاربران در حال ایجاد تغییر روی یک سیستم توزیع شده هستند. چطور می‌توان وحدت سیستم را حفظ کرد تا هرکسی راه خودش را نرود و همه روی یک نسخه از سیستم توافق کنند؟ اینجا است که الگوریتم‌های اجماع اهمیت خود را نشان می‌دهند. چالش نبود اعتماد بین نودهایی (کاربران شبکه) که هیچ شناختی نسبت به هم ندارند، یک فرصت برای بلاکچین ایجاد می‌کند. فرصتی که در آن بنا بر اعتماد به همه کاربران است نه فقط به یک قدرت مرکزی.
الگوریتم اجماع و رمزارزها
در رمزارزها، دارایی کاربران در یک پایگاه داده در بلاکچین ذخیره می‌شود و بسیار ضروری است که همه کاربران یک نسخه واحد از این پایگاه داده را در اختیار داشته باشند. در غیر این صورت، خیلی زود کاربران با تضادهای زیادی مواجه خواهند شد که برخلاف هدف اصلی بلاکچین است.
کلید عمومی رمزنگاری شده اطمینان حاصل می‌کند که کاربران نتوانند کوین‌های یکدیگر را خرج کنند. اما هنوز معضل دوباره خرج کردن (Double-spending) ارزها باقی می‌ماند. ساتوشی ناکاموتو (خالق بیت کوین) سازوکار اثبات کار (Proof of Work) را برای این حل این مسئله پیشنهاد کرده است.
مهمترین الگوریتم‌های اجماع در بلاکچین
- تحمل خطای بیزانس (PBFT)
- گواه اثبات کار (PoW)
- الگوریتم گواه اثبات سهام (PoS)
- گواه اثبات سهام وکالتی (DPoS)
- گواه اثبات سوزاندن (PoB)
- گواه اثبات ظرفیت (PoC)
- گواه اثبات ذخیره سازی (Proof of Storage)
ماهیت الگوریتم اجماع چیست؟
ما در مکانیزم الگوریتم‌های بلاک چین، اول از همه به کاربرانی نیاز داریم که بخواهند به بلاکچین، بلاک اضافه کنند تا در آن بتوان تراکنش‌های جدید را ثبت کرد. ما به این کاربران اعتبارسنج (نود ولیدیتور) می‌گوییم. لازم است که هر ولیدیتور، یک ارزش به شبکه اضافه کند که این ارزش او را از تقلب منع و به فعالیت صادقانه در شبکه تشویق کند. اگر هر ولیدیتور عملی غیرصادقانه در شبکه انجام دهد، سهام خود را در شبکه از دست می‌دهد. این سهام می‌تواند قدرت پردازش کامپیوتری، رمزارز و یا حتی حسن شهرت او باشد.
اما چرا یک ولیدیتور باید روی دارایی‌های خود ریسک کند؟ اینجا بحث پاداش مطرح می‌شود؛ پاداشی که معمولاً از ارزی در همان بلاکچین به کاربر داده شده تا او را به ماندن در شبکه تشویق کند. این پاداش یا از کارمزدهایی که سایر کاربران پرداخت می‌کنند تشکیل شده یا کوین‌های جدیدی است که در بلاک جدید نهفته و به کاربر تعلق می‌گیرد (یا هر دو).
آخرین چیزی که در این مسیر نیاز داریم، شفافیت است. ما باید مطمئن شویم که هیچ کس در شبکه تقلب نمی‌کند. در یک سیستم با الگوریتم اجماع، تقلب کردن در شبکه بسیار هزینه‌بر است و برای هیچ کس به صرفه نیست، در عوض فعالیت صادقانه سودآور و کم هزینه است.
کاربرد الگوریتم اجماع چیست؟
الگوریتم اجماع در بلاکچین کاربردهای مختلفی دارد. مهمترین کاربرد آن، همانطور که قبلاً هم گفته شد، هماهنگی و پذیرش تمام اعضای شبکه بر سر یک تغییر یا به روزرسانی در شبکه است. اما این ویژگی بلاکچین خاصیت‌های دیگری نیز دارد:
- تایید تراکنش‌ها
- انتخاب گره برای نمایندگی شبکه در دفتر توزیع
- تضمین یکدستی اطلاعات در شبکه
توافق بر سر هر یک از عملکردهای گفته شده، از طریق رای‌گیری بین اعضای شبکه انجام می‌شود. هر گره یا نود حق رای برابر با دیگران دارد. اگر یک گره یا نود، صلاحیت یک تراکنش را برای ثبت در بلاکچین تایید کند، تراکنش انجام خواهد شد و اگر آن را رد کند، ثبت تراکنش لغو می‌شود.
کدام الگوریتم اجماع محبوب‌تر است؟
امروزه الگوریتم‌های مختلفی در شبکه بلاکچین برای رسیدن به اجماع و هماهنگی میان اعضا استفاده می‌شوند. هرچند الگوریتم اثبات کار توفیق زیادی را در بین سایر الگوریتم‌ها داشته، اما هنوز فرصت برای روش‌ها و راه‌حل‌های جدید فراوان است. الگوریتم اثبات سرمایه، الگوریتم اثبات زمان سپری شده، الگوریتم اثبات تاخیر کار و الگوریتم اثبات شهرت تنها برخی از الگوریتم‌های بلاکچین هستند که به تازگی در حوزه رمزارزها استفاده می‌شوند.
به دلیل اینکه الگوریتم‌های اجماع تنها دلیل موفقیت بلاکچین‌ها و بی‌نیازی آن‌ها به یک قدرت مرکزی هستند، بنابراین از اهمیت زیادی برخوردارند. از بین تمامی الگوریتم‌های اجماع، اثبات کار همچنان گزینه پیشنهادی اصلی است و هنوز جایگزینی با اطمینان و ایمنی بیشتر برای آن ارائه نشده است. با این اوصاف، تحقیقات و توسعه فوق العاده‌ای در زمینه جایگزینی اثبات سهام انجام شده و احتمالاً طی سال‌های آینده شبکه‌های بیشتری از این الگوریتم استفاده خواهند کرد.
الگوریتم اجماع روشیست که توسط آن تمامی اعضای شبکه بلاکچین در مورد وضعیت دفتر کل توزیع شده، به توافقی مشترک می‌رسند.
اکثر پروژه‌های بلاکچین از یکی از سه الگوریتم اجماع رایج اثبات کار (PoW)، اثبات سهام (PoS) یا اثبات سهام واگذار شده (DPoS) استفاده می‌کنند. هدف تمامی این مکانیسم‌ها حصول اطمینان برای استفاده از نسخه‌های یکسانی از فایل‌های پایگاه داده توزیع شده است.
گام قبلی (۶/۲۷) گام بعدی
