EMERsion of Blockchain: كشف أسرار Emercoin

في أول سلسلة من المقالات التي تكشف عن مجموعة من تطبيقات تقنيات blockchain الممكّنة من Emercoin ، نلقي نظرة على كيفية ظهور هذه العملة المشفرة وكيف تختلف عن جميع العينات الأخرى لصناعة العملات المشفرة المزدهرة.

تنمو شبكات الند للند من حيث الكفاءة والموثوقية مع نمو عدد المشاركين. وهذا يجعلها أداة مثالية للحلول على مستوى المؤسسة والحلول العالمية التي تتجاوز التطبيقات المالية "المجردة". بدأ العالم يدرك هذا الآن. في Emer ، كانت هذه هي الفكرة التي قادت نمونا منذ البداية.

إميركوين كور

تاريخياً ، تم توريث جوهر Emercoin من Peercoin ، والذي ظهر بدوره من Bitcoin. قدم Peercoin ابتكارًا أساسيًا واحدًا يسمى إجماع إثبات الحصة (PoS). سمح ذلك بتوسيع وتحسين خوارزمية إثبات العمل (PoW) الموجودة آنذاك.

الإجماع هو خوارزمية مستخدمة في شبكة لامركزية للتحقق من صحة إصدار معين من blockchain المتنامي. ينتج إجماع من جميع عمال المناجم "باستخدام مواردهم الخاصة" للتصويت "لمثل هذا التحقق من الصحة. لهذا ، تتم مكافأتهم بالعملات المشفرة التي تم إنشاؤها حديثًا. بعبارة أخرى ، يبيع المعدنون خدمة "صيانة ثقة الشبكة" مقابل العملات المعدنية.

فكيف نعرف من يحق له التصويت؟

لا يمكن أن تكون محفظة ، لأنه بعد ذلك يمكن لمستخدم مخادع إنشاء ملايين المحافظ واستخدام هذه الأصوات الخادعة للتحقق من صحة أي إصدار من blockchain يريده.

لا يمكن أن يكون هذا عنوان IP ، أيضًا ، لأن أي مزود خدمة إنترنت يمكنه تزوير شبكة كبيرة ، مما يخلق جحافل من الناخبين الوهميين أيضًا.

لذا فإن التصويت يتطلب موردًا محدودًا لا يمكن تكراره أو تزويره.

بالنسبة لنظام Bitcoin ، اقترح Satoshi Nakamoto حل إثبات العمل ، والذي يتضمن التحقق من الصحة من خلال قدرة الحوسبة. في الواقع ، إذا كانت السعة الحاسوبية لجهاز الكمبيوتر الخاص بك هي X ، فيمكنك إنشاء عدد N من أجهزة الكمبيوتر الفرعية الافتراضية ، لكن سعة الحوسبة الإجمالية لن تتجاوز X. بمعنى آخر ، لن يمتلك مالك هذه الحواسيب الفرعية الافتراضية أصوات أكثر من مستخدم واحد.

ثم تم تقديم مفاهيم إجماع أخرى تركز على موارد الحوسبة بخلاف المعالجات. على سبيل المثال ، يعتمد إثبات السعة على سعة محرك الأقراص. هذا يثير سباق تسلح في تطور النظام البيئي للعملات المشفرة. يستمر عمال المناجم في الاستثمار في أجهزتهم حتى تنخفض نفقات استهلاك معداتهم من الدخل الناتج عن التعدين. ثم يبدأون في الشكوى من أن "التعدين لا يولد أي ربح" أو أن "العملة المشفرة ليست سوى عملية احتيال".

كان إثبات الحصة مفهومًا رائدًا قدمته شركة Sunny King في Peercoin. قدرة Peercoin على التصويت محدودة بعملاتها المعدنية. ساعد هذا في تجنب سباق التسلح عن طريق استبدال الموارد المادية (المعالجات ومحركات الأقراص) بأخرى افتراضية (عملات معدنية). نتيجة لذلك ، توقف الناس عن إهدار الموارد المادية والمال والكهرباء في السعي للحصول على طاقة تعدين أكبر.

خوارزمية PoS أيضًا عيوبها. على سبيل المثال ، يكون عرضة لهجمات من الداخل. يتم منع هذا الأخير جزئيًا بواسطة أدوات إضافية مثل ، على سبيل المثال ، نقاط التفتيش الديناميكية. بشكل عام ، أثبتت PoS أنها أكثر أمانًا من PoW.

يعتبر بروتوكول الإجماع الهجين الذي تستخدمه Peercoin هو الأكثر أمانًا ، ولهذا استخدمناه كأساس لمشروع Emercoin. لتحقيق النجاح ، يجب على المهاجم على Emer أن يمتلك 51٪ من إجمالي سعة الحوسبة للشبكة و 51٪ من مخزون العملات المعدنية الخاص به. هناك حاجزان من طبيعة مختلفة يحميان الشبكة إلى حد كبير من فقدان مصداقيتها.

سبب آخر لاختيار Peercoin هو رمز Bitcoin الكلاسيكي والناضج المستخدم في جوهره. لم تتم مراجعته من قبل العديد من خبراء الأمن فحسب ، بل تعامل أيضًا مع العديد من الهجمات الفاشلة.

وأخيرا، أردنا أن اتباع نهج الصناعي للمشاريع، مما يتيح أقصى قدر من التوافق مع المعايير القائمة والمواصفات والتقنيات بيتكوين وAPI لديهم في الواقع تحديد معايير لصناعة التشفير.

Emercoin مقابل Bitcoin: أوجه التشابه والاختلاف

PoW + PoS مقابل PoW

كما ذكرنا سابقًا ، تستخدم Emercoin بروتوكول توافق هجين. مأخوذة من Peercoin. كان التغيير الوحيد الذي قمنا به هو زيادة وزن PoS إلى حوالي 80٪. وبالتالي ، فإن Emer هي في الأساس عملة مشفرة قائمة على PoS ، مع أداة PoW إضافية.

SHA-256

يغلق Emercoin الكتل باستخدام نفس وظيفة التجزئة SHA-256. اخترناه لأنه معيار رسمي وآمن بدرجة كافية. إلى جانب ذلك ، تقوم ASICs الخاصة بتعدين SHA-256 منذ فترة بالفعل ، لذلك يمكن للمعدنين أن يكونوا واثقين من أنه لا توجد أجهزة جديدة ذات أغراض خاصة مصممة لخوارزمية أخرى ستؤدي إلى ثورة معقدة لزعزعة الشبكة وتعزيز قدرة التعدين في أيدي أولئك الذين يمتلكون هذه الأجهزة الجديدة.

كملاحظة جانبية ، نحن ضد التعدين باستخدام أجهزة الكمبيوتر ذات الأغراض العامة ، لأن هذا النهج قد يمثل خطورة على الأطراف غير المشاركة. قبل ظهور ASICs ، استخدم عدد من فيروسات الكمبيوتر القدرات الحاسوبية لأجهزة الكمبيوتر المتأثرة لتعدين البيتكوين. جعلت ASIC مثل هذه البرامج الضارة غير قابلة للحياة اقتصاديًا. لا تزال العملات المشفرة الأخرى المستخرجة من خلال أجهزة الكمبيوتر ذات الأغراض العامة معرضة لهذا الخطر.

فاصل زمني مدته 10 دقائق

تمامًا مثل Bitcoin و Peercoin ، يوفر Emercoin 10 دقائق لإغلاق الكتلة. قد يؤدي قصر الوقت لكل كتلة إلى مزيد من التصادمات مع الكتل المعزولة وفقدان موثوقية الشبكة.

يتم حساب احتمال الاصطدام بقسمة وقت تحديث الشبكة على وقت إغلاق الكتلة. يعتمد وقت تحديث الشبكة على هيكل الشبكة والتحميل. يستغرق تحديث شبكة البيتكوين بضع دقائق. العملات المشفرة الأخرى (على سبيل المثال ، كوارك) التي قللت من وقت إغلاق الكتلة إلى أقل من دقيقة تواجه تعرضًا ثابتًا للشوكة بمجرد أن يصبح حمل الشبكة أكبر أو أقل.

قد يعترض المرء بالإشارة إلى بروتوكول Ghost الممتاز الخاص بـ Ethereum ، والذي لا يتعرض للشوكات. على الرغم من أن الكتل اليتيمة ("الأعمام") ليست جزءًا من blockchain الناتج ، إلا أنهم يشاركون في التصويت لإصدار سلسلة ، لذلك يمكن تقليل الفاصل الزمني للكتلة إلى حوالي 20 ثانية.

لكن هذا البروتوكول له نقاط الضعف الخاصة به. على سبيل المثال ، تكون شبكة Ghost عرضة لعواصف الشبكة ، عندما تحدث كميات هائلة من حركة المرور في شبكات Ethernet تحت حمل معين. ببساطة ، الشبكة ضعيفة لأن وقت التحديث الخاص بها يتناسب مع حركة المرور الخاصة بها. في ظل الحمل الحرج (عدد كبير جدًا من المعاملات في الثانية) ، يصبح وقت التحديث مشابهًا لوقت إنشاء الكتلة. في هذه الحالة ، يمكن للمعدنين المختلفين إنشاء كتل مرشحة بشكل مستقل لتضمينها في blockchain. وهنا تأتي المفاجأة: ستحتوي هذه الكتل على نفس المعاملات. لذلك سوف يتنقلون مرة أخرى عبر الشبكة ، ويضاعفون حركة المرور ، أي توليد المزيد من حمل الشبكة ، والمزيد من التأخير ، والمزيد من "الأعمام". ستتصرف الشبكة كما لو أنها تعرضت لهجوم تضخيم DNS / NTP ، مع كون عقد الشبكة نفسها هي المهاجم والضحية.

علاوة على ذلك ، يتم تضمين كتلة مرشح واحدة فقط في blockchain. نظرًا لأن الشبكة استخدمت الموارد ليس فقط لحساب تلك الكتلة ، ولكن أيضًا الكتل الزميلة ، التي صوتت ولكن لم يتم تضمينها في blockchain الناتج ، فإن الثقة في blockchain المقبولة تقل بشكل كبير. نتيجة لذلك ، يمكن مهاجمة الشبكة بأقل من 51٪ من قدرتها الحاسوبية الإجمالية.

بشكل عام ، نعتقد أن النهج الذي اقترحه ساتوشي ناكاموتو لا يزال هو الأفضل.

إعادة حساب التعقيد بعد كل كتلة

على عكس Bitcoin ، التي تعيد حساب تعقيد التعدين الخاص بها كل كتل 2016 (أي كل أسبوعين تقريبًا) ، تقوم كل من شبكتي Emer و Peercoin بذلك بعد كل كتلة جديدة ، مما يساهم في موثوقية الشبكة. هنا مثال:

افترض أنه بعد إعادة حساب التعقيد المجدول ، توقف 50٪ من عمال مناجم البيتكوين عن العمل. بالمناسبة ، هذا الوضع ليس مستبعدًا كما قد يبدو. يمكن أن يحدث هذا إذا قامت الحكومات في البلدان التي تستضيف مجمعات تعدين كبيرة بسن بعض القوانين لتحقيق هذه الغاية - كما قد يكون الحال قريبًا في الصين. نتيجة لذلك ، ستتضاعف فترات إغلاق الكتل إلى 20 دقيقة ، وسيتضاعف حجم الكتلة أيضًا. بالنظر إلى أن العديد من الكتل اليوم قد وصلت إلى حد 1 ميغابايت ، فمن المحتمل أن تظل العديد من المعاملات غير مؤكدة لعدة أيام. قد يثير هذا الذعر والمزيد من المعاملات من قبل أولئك الذين يرغبون في البيع بالسعر الحالي ، مما يزيد من تفاقم الوضع. سيستغرق تعافي النظام أسابيع.

الشبكة التي تعيد حساب تعقيدها بعد كل كتلة جديدة لا تتعرض لمثل هذا الخطر ، لأنها تتكيف على الفور مع سعة الحوسبة الإجمالية للمعدنين الجدد. علاوة على ذلك ، نظرًا لكونها في الغالب عملة معماة PoS ، فإن Emercoin لا تتأثر كثيرًا بالتعدين و / أو التجمعات. حتى إذا توقفت جميع التجمعات عن العمل في نفس الوقت ، فسوف يستغرق الأمر 20٪ فقط من الوقت الإضافي لإضافة كتلة ، وسيقوم نظام التعديل بمعالجة هذا في غضون 24 ساعة فقط.

إعادة تقييم عدد مجموعات إثبات العمل الممنوحة

تمتلك Emercoin آلية أخرى للحفاظ على قدرتها على التعدين أكثر موثوقية ، وهي حلقة ردود فعل سلبية تستخدم معدل تجزئة الشبكة (سعة عامل التعدين المجمعة). النقطة المهمة هي أن مكافأة المُعدِّن ليست ثابتة (كما في حالة Bitcoin) ، ولكنها تتناسب عكسياً مع الجذر الرابع لتعقيد الشبكة.

إذا زادت القيمة الائتمانية لـ Emercoin ، أي بدأ المزيد من المستخدمين في التنقيب عنها ، فإن هذا يساهم في تعقيد الشبكة وبالتالي يقلل من المكافأة لكل كتلة. ونتيجة لذلك، يصبح شبكة حماية ضد التضخم فيات عالية. على العكس من ذلك ، إذا فقد عمال المناجم الاهتمام بـ Emercoin لأي سبب من الأسباب ، يصبح النظام أقل تعقيدًا ويحتفظ بعمال المناجم من خلال تقديم مكافآت أعلى.

من الناحية النظرية ، تتمثل استراتيجية التعدين الأكثر كفاءة في Emercoin في التعاون والتعدين باستخدام الحد الأدنى من السعة وتقاسم أقصى دخل. ومع ذلك ، هذا غير محتمل ، لأن عمال المناجم سيواجهون تباينًا في معضلة السجين .

6٪ نسبة العائد السنوي لنقاط البيع

نظرًا لأن Emercoin هي عملة معماة PoS ، فقد يحقق المُعدِّن دخلاً باستخدام كل من أجهزة التعدين والعملات المعدنية في محفظته. لقد اخترنا دفع مكافآت نقاط البيع بمعدل 6٪ سنويًا. بعبارة أخرى ، إذا بقيت العملات المعدنية المستخدمة لإغلاق معاملة على حالها لأكثر من شهر واحد ، فمن المحتمل أنه يمكن استخدامها لإغلاق كتلة ، مما يؤدي إلى توليد نسبة 6٪ APY للمالك. بمجرد استخدام العملات ، "تحترق" فترة الخمول وتبدأ فترة خمول جديدة للمالك الجديد. بمعنى آخر ، 6٪ APY هي الحد الأقصى لمكافأة نقاط البيع ، والتي لا يمكن الحصول عليها إلا إذا ظلت العملات المعدنية سليمة. في الوقت الحالي ، تبلغ الزيادة الفعلية لمخزون النقود من خلال PoS APY حوالي 4-5٪ سنويًا. مع زيادة انتشار Emercoin وزيادة عدد المعاملات ، ستنخفض هذه القيمة لتتناسب مع الأسعار النموذجية للعملات الصعبة - على الرغم من عدم إبطالها تمامًا.

قد يعترض المرء على أن هذا الـ 6٪ APY يولد التضخم ، ولكن يجب الإشارة إلى أن Emercoin لديها اتجاه انكماشي ، أي أن قيمة العملة تتزايد ، وبسرعة كبيرة. يمكن ملاحظة ذلك في سعر الصرف ، الذي زاد أربعة أضعاف تقريبًا منذ بداية العام. يرجع عدم التوافق هذا مع النموذج الساذج إلى ارتباط قيمة العملة بالقيمة الاقتصادية المقابلة. يستلزم النمو الاقتصادي زيادة في قيمة العملة المعدنية ، لذا فإن PoS لها مساهمة ضئيلة في نمو المخزون النقدي الإجمالي ، مقارنة بالعوامل الأخرى.

إصدار وإبطال الإيميركوينز

يمكن للمرء أن يستنتج مما سبق أن مخزون أموال Emercoin يمكن أن ينمو بشكل دائم. يبدو أن هذا صحيح في التقريب الأول. في الواقع ، يبيع المشاركون الذين يحافظون على الإجماع خدماتهم إلى الشبكة ويتم مكافأتهم بعملات معدنية تم إنشاؤها حديثًا. ومع ذلك ، لدى Emercoin آلية تعمل على إبطال العملات ، وبالتالي موازنة إصدار العملات المعدنية. يقوم بذلك عن طريق تحصيل رسوم مقابل خدمات blockchain مثل إرسال العملات المعدنية أو شراء حسابات مع NVS. بعبارة أخرى ، على عكس Bitcoin ، التي لها حدود لإصدار العملات وليس لديها أدوات لإبطالها ، تسمح Emercoin بإصدارها إلى أجل غير مسمى ، ولكن لديها أيضًا عملية معاكسة لتحقيق التوازن بينها. تتم مكافأة المشتركين الذين يبيعون خدماتهم للشبكة ، والذين يشترون الخدمات من الشبكة يدفعون مقابلها.

وفقًا لتقدير تقريبي مع الأخذ في الاعتبار العوامل المتاحة حاليًا ، سيتم إنشاء ما مجموعه حوالي 1 مليار EMC في غضون 80 عامًا.

الكشف عن عناوين IP الخارجية

كان أول ابتكار فريد نفذته Emercoin هو بروتوكول RFC5389 ، وهو أداة STUN للكشف عن عناوين IP الخارجية. بعد NAT ، يحتاج برنامج المحفظة إلى معرفة عنوان IP الخارجي ليعمل بشكل صحيح. اعتاد البيتكوين ، وما زال الآخرون ، على تلقيه عن طريق معالجة خادم مركزي ( http://checkip.dyndns.org ). تحول لاحقًا إلى إعدادات التكوين اليدوي و UPNP. لقد رفضنا هذا النهج لعدة أسباب ، مثل فشل UPNP في العمل بعد NAT متعدد الطبقات. في النهاية ، قررنا عدم استخدام خادم مركزي على الإطلاق ، ولكن لتطبيق معيار STUN ، والذي يستخدم لأغراض مماثلة في VoIP. في الوقت الحالي ، ندير القائمة الأكثر اكتمالاً لخوادم STUN العامة المتاحة ونستخدم هذه الخوادم داخل نظامنا الفرعي STUN لتحديد عناوين IP الخارجية.

مُحسِّن المعاملات

يُعد مُحسِّن المعاملات ابتكارًا فريدًا آخر تم تنفيذه في Emercoin.

تتطلب منك العملات المشفرة ذات سلاسل الكتل المحتوية على المعاملات تحديد مجموعة فرعية للإنفاق عند إنشاء معاملة جديدة. تستخدم البيتكوين والعملات المشفرة الأخرى خوارزمية عشوائية تأخذ 1000 عينة عشوائية لتحديد مجموعة فرعية تحتوي على مبلغ قريب قدر الإمكان من المجموعة المطلوبة. ومع ذلك ، حتى إذا كانت المحفظة تحتوي على مجموعة فرعية تطابق المبلغ الدقيق ، فإن الخوارزمية القياسية ستغفلها دائمًا تقريبًا ، مما يؤدي إلى إنشاء معاملة جديدة للدفع والاحتفاظ بالفرق. ينتج عن هذا إنشاء معاملات كبيرة الحجم وإنشاء معاملة مستقبلية لإنفاق الفرق.

تؤدي هذه الخوارزمية أيضًا إلى مشكلة "غبار الذهب" ، مما يؤدي إلى عدد كبير من المعاملات منخفضة القيمة.

تطبق Emercoin نهج برمجة ديناميكي لاختيار مجموعة فرعية من المعاملات. هذه الخوارزمية مضمونة للعثور على مجموعة فرعية مطابقة تمامًا ، إذا كانت موجودة. تُظهر تقييماتنا أن متوسط ​​مبلغ المعاملة قد انخفض بنسبة 5٪ ، مما أدى إلى إبطاء نمو blockchain.

نقاط التفتيش الديناميكية الموزعة

العملات المشفرة في نقاط البيع عرضة لبعض الهجمات الغريبة الخاصة بنقاط البيع. أحد أخطرها هو "الهجوم من الداخل". إذا تمكن أحد الممثلين المحتالين من السيطرة على المحافظ التي تحتوي على عملات تم إنفاقها بالفعل ، فقد يحاكي التراجع إلى وقت احتوت فيه هذه المحافظ بالفعل على عملات معدنية. وبالتالي سيحصل الممثل على 51٪ من العملات المعدنية ، ويبني blockchain بديلًا أطول من الأساسي ، ويغير محتويات blockchain بأثر رجعي.

يمكن منع هذه الهجمات من خلال نقاط التفتيش التي تحد من إعادة هيكلة blockchain إلى مستوى عمق معين. تستخدم Bitcoin فقط نقاط التفتيش الصعبة المضمنة في رمز المحفظة ؛ يتم تحديث نقاط التفتيش هذه مع كل تحديث للمحفظة. من ناحية أخرى ، يستخدم كل من Peercoin و Emercoin نقاط تفتيش ديناميكية مع بيانات نقاط التفتيش المرسلة عبر الإنترنت. هذا لا يتطلب أي تحديثات رمز من طرف العميل ويسمح بتحديث بنية نقطة التفتيش باستمرار.

يوفر Peercoin عقدة واحدة فقط لإرسال بيانات نقطة التفتيش. إذا تم إرسالها من خلال عدة عقد ، فقد تؤدي هذه البيانات إلى حدوث تعارض في الشبكة. وفقًا لذلك ، سيؤدي فشل هذه العقدة إلى منع تحديث بيانات نقطة التحقق الديناميكية.

من ناحية أخرى ، نفذ Emer خوارزمية نقطة تفتيش ديناميكية موزعة ، والتي تمنع عدة عقد مستقلة من إرسال بيانات نقطة تفتيش مكررة. يساهم هذا في موثوقية الشبكة ، حيث لا تزال نقاط التفتيش محدثة حتى إذا تعطلت بعض العقد.

لا توجد عقود ذكية على غرار Ethereum

لا تنص Emercoin على مثل هذه العقود وليس لديها نية لتقديمها. نحن نعارض تمامًا مثل هذه العقود لأسباب أمنية. لطالما اعتقدنا أن التنزيل غير المصرح به لرمز Turing- Complete الذي يعتمد على العملية أمر خطير للغاية ، وقد أثبتت سرقة Ether الأخيرة بقيمة 31 مليون دولار أننا على صواب.

تخزين قيمة الاسم (NVS)

النظام الفرعي لتخزين قيمة الاسم (NVS) هو ابتكارنا الأساسي مع قيمة عملية خارجية ، مستوحاة من العملة المشفرة الموزعة لنظام أسماء النطاقات Namecoin.

على عكس بنية مماثلة في Namecoin ، والتي كانت تركز بشدة على DNS الموزع ، فإن Emercoin NVS هو نظام تخزين للأغراض العامة موزع موثوق به مع تحكم مشترك.

ببساطة ، يمكن لهذا النظام الفرعي تخزين أي بيانات ثنائية يصل حجمها إلى 20 كيلوبايت. ترتبط نقاط البيانات هذه بمفتاح بحث يصل إلى 512 بايت ، وهو فريد للشبكة بأكملها. يرتبط كل سجل بعنوان دفع يخص مالك المحفظة المقابل.

مالك عنوان الدفع هو الشخص الوحيد المخول بإدارة السجل. تعني إدارة السجل إنشاء سجل جديد لاستبدال السجل القديم أو نقل الملكية إلى عنوان دفع آخر. لا يتم محو السجلات القديمة أبدًا ويظل الوصول إليها متاحًا من blockchain ذي الصلة. وبالتالي ، فإن كل سجل له التاريخ الكامل للتغييرات في ملكيته.

من الناحية الفنية ، فإن السجل في blockchain هو نتيجة معاملة 0.01 EMC (سيتم تخفيضها قريبًا إلى 0.0001 EMC) ، المنسوبة إلى عنوان الدفع لمالك السجل. على هذا النحو ، تحتوي هذه النتيجة على محتويات NVS. مالك السجل هو الشخص الوحيد المخول بإنفاق هذه النتيجة ، حيث يمكن العثور على المفتاح الخاص لتفويض التدفق الخارجي داخل محفظته فقط. يتطلب إنفاق هذا المبلغ تعديل قيمة السجل أو سمات أخرى ، بما في ذلك عنوان الدفع. في الحالة الأخيرة ، يتم نقل السجل إلى المحفظة التي تحتوي على عنوان المستفيد.

يمكن معالجة النظام الفرعي NVS من خلال واجهة برمجة تطبيقات JSON (على غرار Bitcoin) أو من خلال واجهة المستخدم الرسومية للمحفظة.

إن نظام Emercoin NVS هو ما يدعم جميع الخدمات المستندة إلى Emercoin التي سنصفها في منشوراتنا الأخرى ، من 2017 إلى 2018 - لذا ترقبوا ذلك.