دليل مقارن لخوارزميات إجماع Blockchain: PoW مقابل PoS

تخلق الشبكة الموزعة اللامركزية لتكنولوجيا Blockchain نظامًا خالٍ من الفساد وتوفر مستوى أعلى من الأمان والشفافية والثبات: أنت تعرف ذلك بالفعل! ولكن ، هل سألت نفسك يومًا كيف يتم التحكم في نظام بدون سلطة مركزية أو كيف يتم التحقق من القرارات المتعلقة بالمعاملات؟

أحد أهم وعود تقنية blockchain هو نظام الند للند غير الموثوق به حيث يساعد المجتمع في التحقق مما إذا كانت المعاملات أصلية أم لا. ومع ذلك ، هل تساءلت يومًا كيف يحدث ذلك بالضبط؟ حسنًا ، تستخدم blockchain المختلفة طرقًا مختلفة تسمى خوارزميات إجماع blockchain.

تُعرف هذه الخوارزميات أيضًا باسم بروتوكولات الإجماع ، وهي مجموعات من القواعد التي تعمل من خلالها الشبكات. إذا كان هذا مثيرًا للاهتمام ، فاقرأ دليلنا الشامل لاكتشاف خوارزميات إجماع blockchain وأهدافها وكيفية عملها والفرق بين أكثر الخوارزميات شيوعًا المستخدمة اليوم.

كيف تعمل البلوكشين

blockchain هو نظام لتسجيل المعلومات التي لا يمكن تغييرها أو اختراقها. تُعرف تقنية blockchain أيضًا باسم Distributed Ledger Technology (DLT) ، وهي تستخدم تجزئة التشفير اللامركزية لإنشاء سجل آمن وشفاف للأصول الرقمية.

بينما تعمل blockchain على نظام أكثر تعقيدًا ، فإن القياس يشرح بطريقة ما كيفية عمله - أسهل توضيح لكيفية عمل blockchain هو Google Doc. يمكنك مشاركة وتوزيع أي مستندات تم إنشاؤها عبر مُحرر مستندات Google داخل فريق بدلاً من نسخها ونقلها.

يستخدم مُحرر مستندات Google سلسلة توزيع لامركزية تمكن جميع أعضاء الفريق من الوصول إلى المستند في وقت واحد. يتم تسجيل جميع التغييرات التي تم إجراؤها على المستند في الوقت الفعلي وتكون شفافة ، حيث لا يتم حظر أي عضو.

كل كتلة في سلسلة الكتل تحمل العديد من المعاملات. في كل مرة يضيف فيها المستخدم معاملة جديدة على blockchain ، تتم إضافة سجل المعاملة إلى جميع دفاتر الأستاذ الخاصة بالمشاركين.

وبالمثل ، كلما قام المستخدم بتغيير كتلة واحدة في السلسلة ، يصبح من الواضح لجميع أجهزة الكمبيوتر المشاركة أنه تم إجراء تغيير. أي هاكر يعتزم إفساد النظام يجب أن يغير كل الكتل في السلسلة عبر كل نسخة موزعة من السلسلة.

ما هي آلية إجماع Blockchain؟

آلية الإجماع هي صيغة يمكن من خلالها لأي مجموعة من الأشخاص بدون سلطة مركزية عليا أن تتوصل إلى قرارات وتضمن الامتثال للاتفاقيات. تشير خوارزمية إجماع blockchain إلى العملية التي يتوصل من خلالها المستخدمون أو الأقران داخل شبكة blockchain إلى اتفاق مشترك أو إجماع فيما يتعلق بحالة الوقت الفعلي لـ blockchain.

يمكّن بروتوكول الإجماع شبكة blockchain من تحقيق الموثوقية وخلق الثقة بين الملاحظات المختلفة ، إلى جانب ضمان الأمان داخل دفتر الأستاذ الموزع. تصبح خوارزمية الإجماع جزءًا لا يتجزأ من كل تطبيق blockchain أو مشروع DApps داخل blockchain.

آليات إجماع Blockchain مسؤولة بشكل عام عن الأشياء الثلاثة التالية:

• إنهم يضمنون أن الكتلة التالية في السلسلة هي الإصدار الصحيح الوحيد من الحقيقة.
• إنهم يمنعون المهاجمين الخبثاء من تحقيق نسبة 51٪ من قوة التجزئة واغتصاب النظام ، ويفكِّرون السلسلة بنجاح.
• إنها تضمن موثوقية الشبكة ، بما في ذلك العقد المتعددة ، والتي تعد من بين أهم الجوانب لأنها تؤكد سلامة الشبكة. العنصر الأكثر أهمية في آليات الإجماع هو ضمان عدم إنفاق المستخدمين لنفس العملة المشفرة مرتين (الإنفاق المزدوج).

لا يقوم مقدمو الخدمات المالية الآخرون مثل شركات بطاقات الائتمان والخصم بتشغيل آليات الإجماع لأن الشركات ، على عكس شركات blockchain ، تتحكم في شبكاتها. يرسل النظام المعلومات إلى قاعدة بيانات مركزية كلما استخدمت بطاقات الائتمان الخاصة بهم. يعتقد مستخدمو بطاقات الائتمان أنه يمكن للشركات حماية بياناتهم وعملية طلباتهم أثناء المعاملات.

نظرًا لأن شركة بطاقات الائتمان فقط هي التي تتحكم في شبكتها بالكامل ، فإنها تحتفظ بالحق في التراجع عن أي معاملة أو فرض الرقابة عليها. إلى جانب الحق في الرقابة وعدم قدرتها على حل النزاعات ، فإن معظم قواعد البيانات المركزية معرضة بشدة لخطر القرصنة والفساد.

أدخل blockchain وعصر العملات المشفرة ؛ أصبح من الممكن إجراء معاملات نظير إلى نظير جديرة بالثقة وغير قابلة للتغيير ويمكن تتبعها داخل شبكة لامركزية. نظرًا لعدم وجود سلطة مركزية أو عليا داخل هذه الشبكات لفرض الالتزام بالقواعد المعمول بها ، فإن الأنواع المختلفة من خوارزميات توافق blockchain تضمن أن كل مشارك في الشبكة يتفق مع القواعد ويلعب وفقًا لها.

أهداف آليات توافق Blockchain

فيما يلي من بين الأهداف الأساسية لآليات إجماع blockchain.

# 1. اتفاقية موحدة

يعد التوصل إلى اتفاق موحد أحد الأهداف الرئيسية لآلية التوافق. تضمن البروتوكولات المضمنة في شبكة البلوك تشين الموزعة أن جميع البيانات التي تم إدخالها أثناء العملية صحيحة ودقيقة وأن حالة دفتر الأستاذ لا تزال محدثة. نتيجة لذلك ، يمكن للمستخدمين إجراء المعاملات دون الحاجة إلى بناء الثقة مع أقرانهم.

# 2. خلق حافز اقتصادي مشترك

نظرًا لأن blockchain هو نظام غير موثوق به ينظم نفسه ، يجب محاذاة مصالح جميع المشاركين. في مثل هذه الحالة ، تكافئ خوارزمية إجماع blockchain أولئك الذين يتعاملون مع الخط وتعاقب الفاعلين السيئين أثناء تنظيم الحوافز الاقتصادية.

# 3. العدل والإنصاف

تضمن بروتوكولات الإجماع أن جميع المستخدمين المهتمين يمكنهم المشاركة داخل الشبكة باستخدام نفس الأساسيات. نتيجة لذلك ، فإنه يبرر اللامركزية وجوانب المصدر المفتوح لنظام blockchain.

# 4. القضاء على العيوب

تضمن طريقة آلية الإجماع أيضًا أن تكون blockchain متسقة وموثوقة وخالية من الأخطاء ، مما يعني أن النظام يمكنه العمل بشكل مستقل في جميع الأوقات ، بما في ذلك حالات الفشل والتهديدات.

أنواع خوارزميات توافق Blockchain: إثبات العمل مقابل إثبات الحصة

هناك العديد من خوارزميات الإجماع داخل نظام blockchain البيئي ، ولا يزال هناك العديد من الخوارزميات قيد التطوير. لذلك ، يجب أن يكون كل مستخدم أو رائد أعمال على دراية بخصائص آليات الإجماع المختلفة ومعرفة كيفية تحديد الفقراء منها. بعد تعلم أساسيات خوارزميات إجماع blockchain ، حان الوقت لاكتشاف نقاط القوة والضعف في أكثر طريقتين إجماع شيوعًا.

إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS) هما أكثر طرق إجماع blockchain استخدامًا. كلاهما ينظم العملية التي يتم من خلالها التحقق من المعاملات من نظير إلى نظير وإضافتها إلى دفتر الأستاذ العام الموزع في blockchain دون سلطة مركزية. يمكن أن تساعدك معرفة الاختلافات بين PoW مقابل PoS على تقييم العملات المشفرة في محفظتك بسهولة.

ما هو إثبات العمل (PoW)؟

ظهرت طريقة إجماع إثبات العمل في أوائل التسعينيات للتعامل مع البريد الإلكتروني العشوائي. كانت الفكرة من وراء ذلك أن الكمبيوتر يحتاج إلى قدر ضئيل من العمل قبل أن يتمكن من إرسال بريد إلكتروني. بينما كان من المفترض أن يكون العمل تافهًا لأي شخص يرسل بريدًا إلكترونيًا شرعيًا أو اثنين ، فقد تطلب كميات هائلة من الموارد وقوة الحوسبة لأي شخص ينوي إرسال رسائل بريد إلكتروني جماعية. كان مبتكر البيتكوين ساتوشي ناكاموتو هو أول شخص يطبق تقنية النقود الرقمية في الورقة البيضاء الخاصة بالبيتكوين.

أ. ترتيب blockchain

أنت تعلم بالفعل أن blockchain يتكون من سلسلة من الكتل تمثل مجموعات من المعاملات المتوافقة مع التسلسل الزمني. يتم ترميز الكتلة الأولى في إثبات blockchain القائم على العمل في البرنامج وتسمى block 0 أو Genesis block. في حين أن الكتلة الأولى لا تشير إلى أي كتل سابقة ، يجب أن تشير جميع الكتل الأخرى التي تدخل blockchain إلى الكتل السابقة. كل يحمل نسخة من دفتر الأستاذ المحدث.

ب. استخدام الطاقة

تستخدم خوارزمية إثبات العمل سباقًا تنافسيًا لتحديد من بين المشاركين (عمال مناجم العملات المشفرة) يمكنهم ضبط دفتر الأستاذ. يتعين على المعدنين استخدام الطاقة الحسابية للتأهل لاقتراح الكتل الصالحة بما يتماشى مع قواعد الشبكة.

تتحقق أجهزة الكمبيوتر التي تشغل برنامج Bitcoin ، والمعروفة باسم العقد ، من صحة المعاملات ، وتمنع الإنفاق المزدوج ، وتحدد ما إذا كان ينبغي لأي كتلة مقترحة أن تنضم إلى السلسلة. يتنافس عمال مناجم البيتكوين ضد بعضهم البعض للحصول على فرصة لإنشاء كتلة جديدة عن طريق حل المبالغ الرياضية المعقدة من خلال عملية تسمى التجزئة. يصعب حل المشكلات الرياضية ، لكن يمكن للشبكة التحقق بسهولة من الحل الصحيح.

ج. مشاركة

تجمع طريقة إجماع PoW بين القوة الحسابية والتشفير لبناء توافق في الآراء والتحقق من صحة المعاملات المسجلة في blockchain. يجب على المعدنين المشاركين في عملية التجزئة إنشاء الإجابة الصحيحة للمشكلة الرياضية للتأهل لإضافة كتلة جديدة إلى السلسلة.

سيقوم عمال المناجم المشاركون بتخمين سلسلة من الأرقام العشوائية الزائفة ، والتي ، عند دمجها مع المعلومات الموجودة في الكتلة وتمريرها عبر كمبيوتر وظيفة التجزئة ، يجب أن تقدم حلاً يطابق الشروط المحددة مسبقًا بواسطة الخوارزمية.

بمجرد الحصول على إجابة ، يقوم النظام ببث التجزئة الفائزة إلى الشبكة حتى يتمكن عمال المناجم الآخرون من التحقق من صحتها. إذا تحقق المعدنون الآخرون من التجزئة ، فستتم إضافة الكتلة إلى blockchain ، وسيحصل المُعدِّن الناجح على تعويض من خلال مكافأة الكتلة.

د. توزيع المكافآت

يتلقى الشخص الذي يقوم بتعدين كتلة مقبولة على أنها صالحة داخل الشبكة مكافأة كتلة ، وعادة ما تكون عملة مشفرة جديدة. بالنسبة للعملات المشفرة مثل Bitcoin ، تقلل blockchain بشكل منهجي مبلغ مكافأة الكتلة بعد إنشاء عدد معين من الكتل للحفاظ على المبلغ الإجمالي للأموال محدودًا وانكماشيًا.

ما هو إثبات الحصة (PoS)؟

إن طريقة إجماع إثبات الحصة (PoS) هي تعديل لنموذج إثبات العمل الذي ظهر لأول مرة في عام 2012. بدلاً من الاعتماد فقط على أجهزة الكمبيوتر التي تتنافس مع بعضها البعض لإنشاء التجزئة الصحيحة ، فإن الهدف من بروتوكول توافق نقاط البيع هو السماح بالمشاركة من خلال الملكية من العملة المشفرة المعينة. كان الهدف هو التعامل بشكل أساسي مع الاستهلاك العالي للطاقة في إثبات العمل لتحديد طلب blockchain.

تستخدم خوارزمية PoS مجموعة محددة مسبقًا من العوامل لانتخاب عقدة شبه عشوائية من بين مالكي العملات لاقتراح الكتلة التالية على blockchain. إن دور العقدة المحددة هو التحقق من صحة المعاملات داخل الكتلة بالإضافة إلى التوقيع واقتراح الكتلة إلى blockchain للتحقق من صحتها.

أ. ترتيب blockchain

مثل آلية PoW ، تتكون طريقة إجماع PoS من سلسلة من الكتل المحاذاة زمنياً. يتم أيضًا تشفير الكتلة الأولى داخل blockchain المستندة إلى PoS في برنامج كتلة التكوين. يجب أن تشير جميع الكتل اللاحقة المضافة إلى blockchain إلى الكتلة السابقة وتحمل نسخة كاملة من دفتر الأستاذ المحدث. ومع ذلك ، على عكس طريقة PoS ، لا تتنافس العقد المشاركة لاختيارها لإضافة كتل. نتيجة لذلك ، عادة ما تكون الكتل الجديدة مزورة أو مسكوكة بدلاً من التعدين.

ب. استخدام الطاقة

تشتهر سلاسل الكتل المستندة إلى PoS باستخدام نظام موفر للطاقة لتحديد من يمكنه اقتراح كتل جديدة ولا تعتمد على الاستهلاك العالي للطاقة وقوة الحوسبة. يعتبر أنصار آلية إجماع نقاط البيع أنها آلية صديقة للبيئة يتم فيها تعيين عقدة فردية لعمل إنشاء كتل جديدة بدلاً من التنافس مع بعضها البعض.

نظرًا لأن التعدين PoW و PoS يتطلبان استهلاكًا للطاقة ، يتم تحفيز عقد التعدين والسكك على استخدام أرخص أشكال الكهرباء الممكنة ، والتي تأتي غالبًا من مصادر متجددة مثل الطاقة الكهرومائية أو الرياح أو الطاقة الشمسية بدلاً من مصادر انبعاث الدفيئة مثل الفحم.

في حين أن عمال المناجم في PoS لا يحتاجون إلا إلى مصدر إنترنت نشط يتطلب كمية صغيرة من الطاقة ، فإن عمال المناجم في PoW ، من ناحية أخرى ، يجب أن يحصلوا على أجهزة متخصصة (GPUs) ، ومعدات تعدين ، وغيرها من الأجهزة باهظة الثمن للحصول على فرصة لإنتاج كتلة.

ج. مشاركة

للمشاركة في طريقة إجماع نقاط البيع والحصول على فرصة للاختيار لإضافة كتل إلى السلسلة ، يتعين على المستخدم المشاركة أو قفل مقدار معين من الرموز المميزة للبلوك تشين في عقد ذكي معين. يتم تحديد فرصتك في أن يتم اختيارك للمشاركة من خلال مقدار العملة المشفرة التي تشاركها.

قد ينتهي الأمر بالمستخدمين الذين يتصرفون بشكل ضار أو ينتهكون القواعد الموضوعة بفقدان حصتهم كعقوبة. تستخدم خوارزمية PoS العديد من العوامل المحددة الأخرى لتجنب تفضيل العقد الأكثر ثراءً فقط ، والتي يتضمن بعضها العشوائية الخالصة أو عدد المرات التي قامت فيها العقدة بتجميع العملات المعدنية.

د. توزيع المكافآت

مثل آلية إجماع إثبات العمل ، يحصل المستخدمون الذين اقترحوا بنجاح على كتلة صالحة على مكافأة كتلة ، في إشارة إلى عملة البلوكشين المشفرة. ومع ذلك ، نظرًا لأن ملكية العملة تحدد الاختيار ، تقدم بعض بورصات العملات المشفرة خدمات الحصة من خلال وضع حصص نيابة عن المستخدمين مقابل مدفوعات منتظمة.

PoW مقابل PoS: أين ينتمي المستقبل؟

إن حكمنا على إثبات العمل مقابل إثبات خوارزميات إجماع blockchain للأوراق المالية هو أن كلاهما يعمل بشكل مختلف لتحقيق نفس الغرض. ومع ذلك ، نظرًا لأن إثبات الحصة لا يزال جديدًا نسبيًا في السوق ، فقد يكون من غير العدل إصدار حكم على أي واحد منهم هو الفائز الصريح.

كانت PoW هي آلية الإجماع التقليدية في معظم سلاسل الكتل الأصلية مثل Bitcoin و Ethereum. ومع ذلك ، فإن Ethereum بصدد اعتماد بروتوكول PoS جديد في محاولة لعرض إمكانات طريقة الإجماع الناشئة.

لقد صمدت آلية إجماع إثبات العمل (PoW) أمام اختبار الزمن وأثبتت نفسها كطريقة لتأمين blockchain. ومع ذلك ، فقد أثر ذلك سلبًا على قابلية توسيع الشبكة ، مما يؤثر سلبًا على المعاملات. في هذه الأيام ، نادرًا ما يحصل الأفراد على فرصة للتعدين ، حيث استولت عليها منظمات التعدين المركزية الكبيرة ذات القوة الحاسوبية الهائلة ، مما يجعل التكاليف المرتبطة بها غير مستدامة.

من ناحية أخرى ، تعد خوارزمية PoS أكثر كفاءة في استخدام الطاقة ، وتتمتع الشبكات الموجودة تحتها بقابلية تطوير أعلى ومعاملات أكثر كفاءة. ومع ذلك ، توفر الآلية أمانًا أقل للعملات المشفرة التي يخزنها المشاركون.

استنتاج

جاءت PoS لمعالجة العيوب المتأصلة في آلية إثبات العمل ، وبالطبع تزدهر في جانب كفاءة الطاقة. ومع ذلك ، قد تكون كل من خوارزميات إجماع blockchain موجودة في المستقبل المنظور ، مع الأخذ في الاعتبار أن Bitcoin عالق مع PoW بينما ينجذب Ethereum نحو PoS.

قد تكون مهتمًا أيضًا بالقراءة عن عُقد blockchain.